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The use of drones for the application of plant protection products represents an important opportunity in agriculture, one that requires in-depth studies to assess the operational efficiency of drone use as well as human and environmental exposure. This need is the basis of the present Thesis work, whose objective is the study of the fluid dynamic characteristics of Unmanned Aerial Spray Systems (UASS) through computational fluid dynamics simulations, aimed at defining a numerical model based on CFD simulations. This model makes it possible to analyze in detail the phenomena of dispersion, ground deposition, and drift of the sprayed mixture. The simulations were carried out using a RANS approach, in which the rotation of the propellers is simulated through the Multiple Reference Frame technique (frozen rotor approach), and the sprayed droplets are described as Lagrangian particles. A sensitivity analysis to the drone's operational parameters is first carried out, followed by a simulation of an operational case on a 3D vineyard model.

L'utilizzo di droni per l'applicazione di prodotti fitosanitari rappresenta un importante opportunità in agricoltura, la quale necessità di studi approfonditi per valutare l'efficienza operativa dell'utilizzo dei droni e l'esposizione umana e ambientale. Da tale necessità nasce il presente lavoro di Tesi, che ha come obiettivo lo studio delle caratteristiche fluidodinamiche degli Unmanned Aerial Spray System (UASS) mediante simulazioni di fluidodinamica computazionale per la definizione di un modello numerico basato su simulazioni CFD. Tale modello permette di analizzare in dettaglio i fenomeni di dispersione, deposizione al suolo e deriva della miscela irrorata. Le simulazioni sono state condotte mediante un approccio RANS, in cui la rotazione delle eliche è simulata attraverso la tecnica Multiple Reference Frame (frozen rotor approach) e le gocce irrorate sono descritte come particelle di tipo Lagrangiano. Viene dapprima svolta un'analisi di sensibilità ai parametri operativi del drone, seguita da una simulazione di un caso operativo su un modello di vigneto 3D.