Metodo dei contorni immersi per la simulazione numerica diretta di correnti turbolente su pareti non piane

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Celeste M. Monti

Questa tesi riguarda la descrizione e la validazione di un innovativo codice DNS, scritto in variabili primitive e parallelo, per la simulazione di correnti turbolente incomprimibili in canali indefiniti con pareti di geometria arbitraria. Il programma si basa sul metodo dei contorni immersi.

Dimostrata la validita' del codice ed approfonditi alcuni casi riportati in letteratura, la ricerca si focalizza sull'esame di due specifiche tecniche passive per la riduzione di resistenza, inserite nel contesto generale del flow control, ossia le dimples e le riblets. Le dimples rappresentano una soluzione innovativa rispetto alle riblets. Per una loro particolare configurazione si e' riscontrata una riduzione di resistenza dell'ordine dell'1% rispetto al riferimento piano. Cio', indubbiamente, stimola nuove ricerche ed ottimizzazioni numeriche volte a massimizzarne le prestazioni.

Le DNS conclusive su pareti ricoperte di riblets rettangolari evidenziano, infine, la necessita' di una correzione di spigolo in grado sia di abbattere il costo computazionale sia di favorire l'ottimizzazione geometrica delle riblets tradizionali e sinusoidali

La figura a sinistra mostra le curve di livello per la componente di velocita' longitudinale (sopra) e trasversale (sotto), in unita' di parete, in una sezione orizzontale molto prossima alla parete ricoperta di dimples circolari. La figura a destra mostra invece le curve di livello per la velocita' longitudinale in una sezione trasversale per riblets a sezione rettangolare.