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Riassunto (italiano)

La presente tesi, svolta in collaborazione con l'azienda COMPOLAB SRL, si pone l'obiettivo di progettare un modello per la galleria del vento dell'Università di Pisa al fine di studiare gli effetti del vento su un tracker solare mono-assiale verticale. Il corpo oggetto di studio, per via della sua intrinseca complessità, è stato dapprima semplificato per agevolare sia la progettazione che la fabbricazione del modello in scala ridotta, in modo tale da soddisfare i requisiti di bloccaggio e di interfaccia con il sistema di misura. Sul modello per galleria del vento è stata effettuata anche un’analisi modale considerando il sistema modello-supporto-bilancia per stimare le frequenze naturali.
Nella seconda parte della tesi, sono state eseguite simulazioni di fluidodinamica computazionale (CFD) volte a caratterizzare il flusso che si sviluppa attorno al modello progettato, a validare il set-up sperimentale e a mettere in evidenza l’effetto dell’angolo di incidenza laterale sulle principali caratteristiche aerodinamiche. I risultati delle simulazioni CFD del modello in galleria del vento sono stati confrontati con quelli del caso in aria libera. Infine, è stata svolta un’analisi fluido-struttura per valutare il campo di tensione-deformazione che si sviluppa sul modello in configurazione di vento frontale.


Riassunto (inglese)

The present thesis, conducted in collaboration with COMPOLAB SRL, aims to design a model for the wind tunnel at the University of Pisa to study the effects of wind on a vertical single-axis solar tracker. Due to the inherent complexity of the object under investigation, it was initially simplified to facilitate both the design and manufacturing of the scaled-down model to meet the requirements of blocking and interface with the measurement system. Modal analysis was also performed on the wind tunnel model considering the model-support-balance system to estimate natural frequencies.
In the second part of the thesis, Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations were carried out to characterize the flow around the designed model, validate the experimental setup, and highlight the effect of lateral angle of incidence on the main aerodynamic characteristics. The results of the CFD simulations of the wind tunnel model were compared with those of the free air case. Finally, a fluid-structure analysis was conducted to evaluate the stress-strain field developed on the model in a frontal wind configuration.