FLUID STRUCTURE INTERACTION

Obiettivi formativi

The lectures will focus on the fundamental concepts and advanced topics in fluid–structure interaction (FSI) modelling and computation. The fundamental modelling of fluid dynamics, turbulence and structure dynamics of elastic solid will be briefly recall during the first part of the class. The second part of the course will move on the coupling technique and approaches. All the concepts will be treated basing on the finite-element theory for the solution of partial differential equations. The topics will pass from the stabilized finite–element formulations, to the arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE) and space-time (ST) methods, dealing with mesh update methods and iterative solution techniques.

Canale 1
ALESSIO CASTORRINI Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma
Modelli per l'interazione fluido-struttura 1) Equazioni della fluidodinamica 2) Formulazione debole delle equazioni di Navier-Stokes 3) Equazioni della fluidodinamica in domini dinamici 4) Equazioni del solido elastico 5) Formulazioni Lagrangiane per la dinamica strutturale con grandi spostamenti 6) Tecniche di mesh morphing 7) Tecniche di interfaccia fluido-struttura Formulazioni discrete e stabilizzate 1) Metodo agli elementi finiti 2) Formulazioni FEM stabilizzate per la fluidodinamica 3) Formulazioni FEM per la dinamica strutturale Algoritmi di accoppiamento fluido-struttura 1) Accoppiamento forte con metodo segregato 2) Approccio monolitico 3) Tecniche di precondizionamento selettivo Applicazioni pratiche e tutorials 1) Basi di programmazione in matlab 2) L'ambiente di sviluppo di codici agli elementi finiti 3) Applicazioni FEM semplici 4) Implementazione FEM delle equazioni di Navier-Stokes in domini mobili 5) Implementazione FEM delle equazioni del solido elastico 6) Applicazioni ed esempi di accoppiamento fluido-struttura 7) Esempi di simulazione FSI con software commerciali
Prerequisiti
- Basi di fluidodinamica - Scienza delle costruzioni
Testi di riferimento
Essendo il corso erogato in lingua inglese non vi sono testi o materiale didattico in italiano
Frequenza
La frequenza al corso è in aula, non è obbligatoria ma è fortemente consigliata. Le lezioni sono strutturate e svolte in modo da incoraggiare la partecipazione attiva degli studenti, non solo per la parte pratica ma anche nell'apprendimento delle nozioni teoriche
Modalità di esame
- Lavoro d'anno (valutazione report) - Prova orale di verifica delle conoscenze acquisite
Modalità di erogazione
Le lezioni settimanali sono suddivise in: a) 70% dedicato a lezioni frontali, durante le quali il docente spiega i concetti relativi al tema della lezione con l'ausilio della lavagna e delle diapositive. Questo è seguito da una fase di domande e confronto su possibili applicazioni pratiche dei concetti introdotti o sulla risoluzione di esercizi volti all'impostazione e derivazione dei modelli numerici e discreti associati alle formulazioni matematiche trattate. Il restante 30% delle ore di lezione è dedicato all'applicazione pratica dei concetti e dei modelli trattati a lezione, con lo sviluppo e l'impostazione di script e software per la risoluzione di casi studio tipici di fluidodinamica computazionale, meccanica strutturale non-lineare e interazione fluido-struttura con solutori staggered e monolitici.
  • Codice insegnamento10589629
  • Anno accademico2024/2025
  • CorsoIngegneria meccanica - Mechanical Engineering
  • CurriculumMeccanica Computazionale Pierre and Marie Curie University (percorso valido anche ai fini del conseguimento del doppio titolo italo francese)
  • Anno1º anno
  • Semestre2º semestre
  • SSDING-IND/09
  • CFU9
  • Ambito disciplinareIngegneria meccanica