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Il presente lavoro di Tesi, svolto presso il laboratorio di Aerodinamica Applicata del dipartimento di Ingegneria Aerospaziale dell’università di Pisa, ha come obiettivo la messa a punto di una procedura di tipo CFD per il calcolo aerodinamico di una turbina eolica ad asse orizzontale. Questo lavoro termina la prima fase di un programma più ampio che prevede l’impiego di questa procedura per il progetto di un piccolo impianto eolico per la produzione di idrogeno.
Nell’ottica di ottenere un buon compromesso tra accuratezza dei risultati e costi computazionali, che sono significativi data la natura non stazionaria del problema e del moto dell’elica, si sono effettuati studi di sensibilità ai principali parametri di procedura, di cui una larga parte è stata dedicata alla scelta del Time Step e ai modelli di turbolenza. Si è poi caratterizzato i parametri che principalmente controllano la modellazione numerica ed individuato una possibile logica nella scelta dei Time Step in funzione dell’intensità del vento e della velocità dell’elica.
Il lavoro di tesi è articolato in tre parti: una prima parte in cui si è passato in rassegna i principali modelli matematici elementari per l’introduzione delle grandezze di rilievo, una seconda in cui si è descritto il funzionamento di un impianto eolico e quindi l’impostazione della procedura CFD, una terza dedicata agli studi di sensibilità con confronti tra i risultati ottenuti e i dati sperimentali disponibili. Per lo svolgimento del lavoro sono stati utilizzati i software commerciali CATIA V5R19 per la geometria CAD dell’elica, ANSA 13.0.2 per la produzione della griglia superficiale e il codice STAR-CCM+ dalla versione 4.04.11 alla 5.06.010, per la griglia di volume ed il calcolo aerodinamico.