• Free-Piston
• spaziali
• Stirling

Il presente lavoro di tesi vuol proporre un metodo lineare di modellizzazione matematica, che descriva il comportamento di un moderno convertitore Stirling a pistoni liberi, un dispositivo che sta collezionando larghi consensi nel campo della generazione di potenza elettrica. Il suo utilizzo sta interessando in modo crescente applicazioni particolari come quelle spaziali, nelle quali alta affidabilità e scarsa manutenzione sono requisiti di primaria importanza. L’obbiettivo che questa tesi si propone è analizzare la complicata sinergia di tutti i processi termodinamici (e dinamici), che caratterizzano il funzionamento di un dispositivo di questo tipo. Successivamente si cerca di creare uno strumento in grado di fornire indicazioni valide riguardo all’influenza esercitata sul funzionamento del motore dai vari parametri fisici, geometrici e ambientali. Basandosi sull’architettura dei recenti prototipi realizzati negli Stati Uniti per conto di NASA, e sui risultati ottenuti da precedenti lavori sull’argomento, si realizza quindi un sistema di equazioni linearizzate per la descrizione di ogni componente del motore. Tale sistema viene poi inserito in una simulazione temporale, con l’intento di confrontare i risultati ottenuti con le misurazioni sperimentali. Dimostrata la validità del modello, se ne valuta, tramite uno studio parametrico, la capacità di predire le prestazioni della macchina sotto diverse condizioni operative, così da catturare gli aspetti fondamentali che caratterizzano questa particolare tecnologia, così da potersene servire in un’eventuale successiva fase di progetto.