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Tesi etd-02152019-181913


Thesis type
Tesi di dottorato di ricerca
Author
ANDERLINI, ALESSANDRO
URN
etd-02152019-181913
Title
Towards reliable simulation of injector internal flows through stochastic sensitivity analysis and calibration
Settore scientifico disciplinare
ING-IND/06
Corso di studi
INGEGNERIA INDUSTRIALE
Commissione
tutor Prof.ssa Salvetti, Maria Vittoria
Parole chiave
  • URANS
  • Uncertainty Quantification
  • CFD
  • cavitation
  • injector
Data inizio appello
01/03/2019;
Consultabilità
parziale
Data di rilascio
01/03/2022
Riassunto analitico
La presente attività di ricerca riguarda la simulazione numerica di iniettori per applicazioni automobilistiche finalizzata al mondo industriale. E’ stato inizialmente svolto uno studio di sensibilità ai parametri del modello di cavitazione di Schnerr-Sauer e la conseguente calibrazione in flusso bi-fase su dati di letteratura usando modelli URANS per la turbolenza. Lo studio di sensibilità è stato effettuato con metodologie di analisi stocastica (Uncertainty Quantification). I risultati hanno evidenziato i parametri più importanti e la sensibilità a questi si è dimostrata indipendente dal fluido di lavoro. Il set-up calibrato è riuscito a dare ottime stime delle grandezze macroscopiche (portata, lunghezza di cavitazione…) pur con le semplificazioni introdotte dai modelli URANS e si è mostrato robusto al cambio di geometria e configurazione di flusso nel caso tri-fase, migliorando le predizioni dell’hydraulic flip rispetto al set-up nominale.
Per migliorare le predizioni numeriche, mirate al flusso tri-fase, è stata effettuata una nuova calibrazione basata su misure del Critical-Cavitation-Point effettuate da Continental su di un canale circolare. Pur utilizzando l’assial-simmetria della geometria, il nuovo set-up calibrato si è mostrato efficace nel predire accuratamente il CCP anche nel caso 3D migliorando i risultati del set-up nominale.
La sensibilità alla chiusura della turbolenza è stata studiata testando modelli LES in caso bi-fase. E’ stata caratterizzata l’interazione fra turbolenza e cavitazione mostrando e spiegando che all’interno delle regioni cavitanti si ha una forte diminuzione delle fluttuazioni del campo di moto.
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