Fluidodinamica Computazionale - Generalità e Limiti
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Questions and Answers

Quale delle seguenti tipi di griglia è una combinazione di celle structured e unstructured?

  • Multiblock grid
  • Structured grid
  • Hybrid grid (correct)
  • Unstructured grid

    • Le celle di una griglia unstructured sono sempre disposte in modo ordinato.

    False

    Quali sono i principali indicatori utilizzati nelle griglie structured per localizzare le celle?

    I, j, k

    Una griglia che utilizza solo elementi triangolari è chiamata _____

    <p>TRI MESH</p> Signup and view all the answers

    Abbina i tipi di mesh con le loro caratteristiche primarie:

    <p>TRI MESH = Solo elementi triangolari HEX MESH = Solo elementi esagonali QUAD MESH = Solo elementi quadrilateri TET MESH = Solo elementi tetraedrici</p> Signup and view all the answers

    Quale tipo di mesh è particolarmente adatta per garantire una maggiore qualità alle celle?

    <p>Celle esagonali</p> Signup and view all the answers

    Il rapporto di allungamento di una celle è determinato dalla lunghezza del lato più lungo rispetto a quella del lato più corto.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Cosa determina la skewness angolare in una griglia tri e tet?

    <p>La vicinanza della faccia o cella a quella ideale</p> Signup and view all the answers

    Quali sono alcuni vantaggi della fluidodinamica computazionale?

    <p>Sistemi complessi fisicamente</p> Signup and view all the answers

    La fluidodinamica computazionale fornisce sempre soluzioni esatte.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Quali sono i tre passi principali per la risoluzione di un problema in fluidodinamica computazionale?

    <p>Pre-processing, Solving, Post-processing</p> Signup and view all the answers

    La __________ è la regione di spazio dove le equazioni di flusso sono risolte.

    <p>dominio computazionale</p> Signup and view all the answers

    Quale metodo è utilizzato per risolvere le equazioni nella fluidodinamica computazionale?

    <p>Metodo degli elementi finiti</p> Signup and view all the answers

    Abbina le seguenti applicazioni della fluidodinamica computazionale con le relative aree:

    <p>Aeronautica = Trasporti aerei Automotive = Veicoli stradali Chimica = Reazioni chimiche Meteorologia = Previsione del tempo</p> Signup and view all the answers

    Gli errori di arrotondamento sono considerati un tipo di errore in fluidodinamica computazionale.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Quale software è menzionato per la risoluzione dei problemi in fluidodinamica computazionale?

    <p>Fluent</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti affermazioni descrive meglio il sottorilassamento?

    <p>Rallenta la convergenza ma aumenta la stabilità.</p> Signup and view all the answers

    La formulazione di uno schema centrale è meno accurata rispetto al primo ordine upwind.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Cos'è l'errore di troncamento?

    <p>La differenza tra le equazioni discretizzate ed equazioni esatte.</p> Signup and view all the answers

    L'accuratezza misura la vicinanza della soluzione ottenuta alla soluzione _______.

    <p>vera</p> Signup and view all the answers

    Abbina i termini con le loro definizioni:

    <p>Accuratezza = Coerenza delle soluzioni Precisione = Vicinanza alla soluzione vera Errore di arrotondamento = Errori inevitabili nel calcolo numerico Procedura di segregazione = Risoluzione consecutiva delle equazioni</p> Signup and view all the answers

    Quale schema numerico è considerato più accurato e stabile?

    <p>Secondo ordine upwind</p> Signup and view all the answers

    La procedura di accoppiamento è usata esclusivamente per fluidi incomprimibili.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Per migliorare l'accuratezza, si può _______ l'ordine dello schema numerico dopo diverse iterazioni.

    <p>alzare</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti affermazioni riguardanti la turbolenza è corretta?

    <p>La turbolenza ha un ampio spettro di dimensioni dei vortici.</p> Signup and view all the answers

    La viscosità di un moto turbolento è una proprietà del fluido.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Quale tra le seguenti affermazioni è vera riguardo il numero di celle in una simulazione CFD?

    <p>Un uso eccessivo di celle porta a tempi di calcolo elevati.</p> Signup and view all the answers

    Il rapporto di espansione definisce la transazione della taglia in una cella continua.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Qual è la formula per calcolare l’intensità in un flusso turbolento?

    <p>Rapporto tra la radice di 2/3 dell'energia cinetica e il modulo della velocità locale.</p> Signup and view all the answers

    Il modello __________ è una tecnica statistica che ammette vortici.

    <p>RNG k-ε</p> Signup and view all the answers

    Quale approccio osserva un fluido attraverso il volume di controllo?

    <p>Approccio Euleriano</p> Signup and view all the answers

    L'equazione di continuità considera la __________ per i fluidi incompressibili.

    <p>massa</p> Signup and view all the answers

    Abbina i seguenti modelli di turbolenza con le loro caratteristiche:

    <p>Modello Spalart Allmaras = Poco costoso e accurato k-ε = Due equazioni per l'energia cinetica turbolenta RNG k-ε = Ammette vortici k-ω = Due equazioni per l'energia cinetica turbolenta</p> Signup and view all the answers

    Abbina le forze del fluido con la loro descrizione:

    <p>Forze viscose = Resistenza al movimento del fluido Gravitazione = Effetto della forza di gravità sul fluido Forze di pressione = Forzem convergenti da diverse direzioni Forze di inerzia = Resistenza ai cambiamenti nel movimento del fluido</p> Signup and view all the answers

    Quale tra i seguenti modelli non è adatto per flussi rotanti?

    <p>k-ε</p> Signup and view all the answers

    Qual è il primo passo in uno studio di sensibilità della mesh?

    <p>Generare la mesh iniziale con tutti gli accorgimenti.</p> Signup and view all the answers

    Gli sforzi viscosi nel flusso turbolento sono nulli in corrispondenza della parete solida del condotto.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Cosa rappresenta 'epsilon' nel modello k-ε?

    <p>La velocità di dissipazione dell'energia cinetica turbolenta.</p> Signup and view all the answers

    Le equazioni di Navier-Stokes descrivono il comportamento del moto nei fluidi.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Come si può definire un fluido che tende ad essere monosviluppato?

    <p>Un fluido che scorre principalmente in una direzione.</p> Signup and view all the answers

    Quale tra le seguenti affermazioni descrive correttamente le cellule del dominio computazionale?

    <p>Sono regioni dove vengono assegnate le proprietà del materiale.</p> Signup and view all the answers

    Le condizioni di Dirichlet impongono un valore al contorno di una variabile.

    <p>True</p> Signup and view all the answers

    Qual è la differenza principale tra flussi incomprimibili e comprimibili riguardo alla temperatura?

    <p>Nei flussi incomprimibili non isoterme è necessario specificare la temperatura, mentre nei flussi comprimibili si specifica la temperatura totale.</p> Signup and view all the answers

    Le condizioni _____ impongono il valore del gradiente della variabile nella direzione normale al contorno.

    <p>Neumann</p> Signup and view all the answers

    Abbina i tipi di inlet con la loro descrizione:

    <p>Mass flow inlet = Flusso di massa in ingresso Outflow boundary = Condizione di uscita del flusso Inlet uniforme = Profilo di velocità uniforme al contorno Inlet in direzione unica = Flusso che va in una sola direzione</p> Signup and view all the answers

    Che tipo di flusso è definito come un flusso stazionario e irregolare?

    <p>Flusso turbolento</p> Signup and view all the answers

    Le condizioni al contorno possono essere posizionate direttamente sulla regione di interesse senza alcuna precauzione.

    <p>False</p> Signup and view all the answers

    Cosa deve essere fatto per il flusso su una parete solida ed adiabatica?

    <p>Il flusso deve avere un gradiente nullo o essere impostato a zero.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Computational Fluid Dynamics - Generalità

    • La Fluidodinamica Computazionale (CFD) è una scienza che prevede il flusso dei fluidi, il trasferimento di calore e massa, le reazioni chimiche e i fenomeni correlati risolvendo numericamente sistemi di equazioni matematiche.
    • Permette di simulare vari aspetti del flusso di un fluido.
    • Ha applicazioni in diversi settori, tra cui aeronautica, aerospaziale e automobilistico.
    • Offre vantaggi nella simulazione di sistemi complessi o dove i dati sperimentali sono limitati.

    Limiti e Passi di Risoluzione

    • Non fornisce una soluzione esatta senza adeguate conoscenze e dati.
    • Possono esserci errori di troncamento, dovuti agli algoritmi numerici.
    • Gli errori dell'utente, come i dati in input errati, possono propagare errori nel risultato finale.
    • Errori di arrotondamento.
    • La risoluzione di un problema CFD prevede questi passaggi:
    • Pre-processing: Creazione della geometria del fluido, definizione del dominio di calcolo (CD), creazione della maglia (mesh).
    • Solving: Risoluzione delle equazioni del fluido nel dominio di calcolo.
    • Post-processing: Visualizzazione e analisi dei risultati.

    Qualità della Mesh

    • La qualità della mesh influenza la precisione e la velocità del calcolo.
    • La densità della griglia (grid density) e la distorsione (skewness) sono parametri chiave.
    • Le boundary layers devono essere ben definite per evitare imprecisioni.
    • Mesh di tipo Structured o Unstructured.
    • Metodi di creazione della mesh: Top-down, Bottom-up.
    • I tipi di mesh 2D e 3D, come triangoli, tetraedri, prismi, ecc.
    • Caratteristiche della griglia: celle, nodi, facce, ecc.

    Mesh Nomenclature

    • Mesh non-conformale: TRI MESH, QUAD-MESH, HEX MESH, TET MESH.
    • Mesh strutturata: Celle disposte in un ordine regolare.
    • Mesh non strutturata: Celle disposte arbitrariamente.
    • Mesh ibrida: Combinazione di tipi di mesh.

    Mesh Quality

    • Orthogonality: Misura l'ortogonalità delle facce delle celle rispetto alle linee di flusso. Un'ortogonalità accettabile (>0.25) è desiderabile.
    • Skewness: Misura quanto la cella si discosta da una forma ideale (es. triangolo equilatero). Valori bassi sono desiderabili.

    Mesh Elongation (Aspect Ratio)

    • Misura il rapporto tra il lato più lungo e il lato più corto di una cella. Rapporti maggiori indicano celle allungate. Valori bassi sono preferibili.

    Numero di Celle

    • Un numero eccessivo di celle può aumentare i tempi di calcolo.
    • Griglia adattativa per ridurre la necessità di un numero eccessivo di celle in aree specifiche.
    • Ottimizzazione della griglia per ottenere il bilanciamento tra precisione e tempi di calcolo.

    Procedura di Soluzione

    • Segregata: risoluzione delle equazioni per ogni variabile separatamente.
    • Accoppiata: risoluzione contemporanea delle equazioni.
    • Stabilizzata, per fluidi comprimibili con shock wave

    Equazioni di Continuità

    • Definisce la conservazione della massa in un volume di controllo.

    Equazioni di Navier-Stokes

    • Descrivono la conservazione della quantità di moto.
    • Incluse forze viscole ed altre forze esterne.

    Modelli di Turbolenza

    • DNS, LES, RANS.
    • RANS: Modello più semplice, ma non risolve in modo accurato alcuni fenomeni turbolenti.
    • LES: Risoluzione parziale delle scale turbolente più grandi, migliorando i risultati rispetto a RANS.
    • DNS: Simulazione diretta di tutti i comportamenti turbolenti. Più complesso e costoso.

    Scelta del Modello

    • La scelta del modello di turbolenza dipende da diversi fattori, come la complessità del problema, i risultati desiderati, e la potenza di calcolo disponibile.
    • Esiste un elenco di modelli di turbolenza con i pro e contro.

    Boundary Conditions

    • Condizioni al contorno di Dirichlet: si specifica il valore di una variabile su una superficie.
    • Condizioni al contorno di Neumann: si specifica la derivata di una variabile su una superficie.

    Tipi di Griglia (Mesh)

    • Structured: celle ordinate in griglie regolari.
    • Unstructured: celle disposte arbitrariamente.
    • Hybrid: combinazione di entrambe.

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    Esplora i fondamenti della Fluidodinamica Computazionale (CFD) e i suoi principali limiti. Questo quiz offre un'analisi dei passaggi di risoluzione e degli errori che possono influenzare i risultati nella simulazione del flusso di fluidi. Scopri come la CFD viene applicata in vari settori come l'aeronautica e l'automotive.

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