• Analisi termofluidodinamica abitacolo automobile
• CFD
• Comfort termico
• Helyx
• OpenFOAM

Il presente lavoro di tesi, inerente lo studio e la valutazione del comfort termico nel settore automobilistico, si colloca nell'ambito della collaborazione tra il Dipartimento di Ingegneria Civile e Industriale dell’Università di Pisa e la Ferrari S.p.A..
Lo scopo della tesi è validare Helyx, un software per la fluidodinamica computazionale (CFD) prodotto da Engys e basato sul codice open source OpenFOAM, confrontandolo con ANSYS Fluent.
Il vantaggio è evidente, in quanto Helyx, essendo basato su un software gratuito, costa meno di un software totalmente commerciale, come può essere Fluent, e permette di essere anche fortemente personalizzabile.

Il lavoro si divide in due parti: la prima riguarda gli aspetti teorici del comfort termico con una breve introduzione al sistema fisiologico umano, mentre la seconda tratta il funzionamento di Helyx e le analisi termofluidodinamiche condotte.
In particolare, nella prima parte si descrivono il modello di comfort termico secondo la ISO 7730, i suoi limiti di applicabilità e si presenta un nuovo modello di comfort termico, più accurato per descrivere le particolarità presenti in un abitacolo di un'automobile.
Nella seconda parte si descrivono il funzionamento del software, mettendone in risalto potenzialità e problemi, le soluzioni adottate per compensare questi ultimi, la validazione del software e le simulazioni effettuate.
Per validare il software si sono confrontati i risultati ottenuti con quelli forniti dal software commerciale ANSYS Fluent.
Uno dei maggiori problemi riscontrati riguarda la modellazione della radiazione termica e solare: un particolare sforzo è stato fatto per poter modellare correttamente il carico solare e i vetri dell'automobile. Infatti, si sono implementati due modelli solari, uno dello standard americano ASHRAE del 2001 e uno del 2009.
Le analisi effettuate vertono sul confronto degli indici di comfort termico in regime di flusso freddo (aria condizionata) e mettono in evidenza i seguenti aspetti: le differenze tra i modelli di comfort termico descritti nella prima parte, le differenze tra modelli solari diversi e le differenze che si hanno considerando o meno il carico solare diffuso.
Un'ulteriore analisi è stata condotta sul flusso caldo (riscaldamento).

Infine, si sono esposte le conclusioni e i possibili sviluppi futuri del presente lavoro.
Il software ha dato risultati in linea con quelli forniti da Fluent ma ha bisogno di essere ulteriormente sviluppato per colmare le lacune presenti. In particolare, è necessario implementare un modello solare e un modello radiativo più realistici di quelli presenti attualmente.
Molto interessante sarà anche andare a considerare i manichini non adiabatici ma meglio approssimati alla realtà del corpo umano.
Un'applicazione futura può essere quella di effettuare simulazioni non stazionarie per andare a verificare dopo quanto tempo e in che modo verrà raggiunto il comfort termico a partire da condizioni estreme.