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Casi di Successo CFD:
Energie Rinnovabili e Pale
ad Immersione
NAFEMS – 31/10/2018
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Alcuni dati di Asotech
▪ Oggi Asotech è formata da 4 Soci con oltre 115 collaboratori
▪ 1996 anno di fondazione della Società 22 Anni sul mercato
▪ Circa 80 clienti attivi in Italia e in Europa,
▪ Fatturato annuale di oltre 6,0 Mln€.
▪ 2 Sedi operative
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Asotech nel 2018
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Progettazione meccanica
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Macchine packaging e
beverage
Impianti Alimentari
BiomedicaleAutomotive
design
Giostre per parchi
divertimento
Banchi prova & Macchine Prototipali
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Servizio calcoli
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Strutturali:
• Statiche
• Transitorio
• Buckling
• Modali
• Vibrazionali
• Shock e urti
Multibody:
• Analisi cinematiche
• Analisi dinamiche
• Meccanismi
• Urti
• Camme
Termiche:
• Statiche
• Transitorio
• Creep
• Analisi termo-strutturali
Non lineari:
• Materiali avanzati
• Contatti
• Grandi spostamenti
• Analisi fluido-strutturali
Fluido dinamiche:
• Perdite di carico
• Potenza termica
• Aerodinamica
• Raffreddamento
• Curve caratteristiche
Diversi programmi di calcolo per diverse esigenze:ANSYS WORKBENCH v.17 STRUCTURAL e CFD (CFX & FLUENT)OPENFOAMSTRAUS 7SIMULATE (pro-Mechanica)COSMOS
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Eliche sommergili per liquami
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Taglie da 1kW a 30kW e la necessità di ottimizzare tutta
la gamma delle eliche
𝑅 =𝐹𝑧𝑃
Fz : forza assiale misurata sull’asse del rotoreP: potenza assorbita dal rotore
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Ottimizzazione elica 2.2 kW
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• Algoritmo di ottimizzazione MOOGA con funzione obiettivo R e limite sulla potenza massima
• Analisi in transitorio dell’ottimo e confronto con geometria iniziale
Geometria iniziale
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Modello CFD
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Utilizzato CFX in versione ANSYS WORKBENCH per la risoluzione della problematica
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Creazione geometrie CFD
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Ottimizzazione CFD
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Generatore automatico della geometria tramite l’utilizzo di codice PYTHON in ambiente SPACE
CLAIM. Ottimizzazione con algoritmo MOOGA
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Risultati ottenuti
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Risultati ottenuti
Zone di dissipazione turbolentaDistanza del getto
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Risultati ottenutiDesign Power
[W]Z force
[N]R
[s^2/m]Miglioramento
[%]Gittata
[m]Miglioramento
[%]
Elica attuale 1’943 327 0.168 - 3.38 -
Elica ottimizzata 2’169 620 0.286 + 70 % 6.20 + 84 %
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Confronto con altri software CFD
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Programma F[N]
E1[%]
T[Nm]
E2[%]
P[kW[
E3[%]
R[s^2/m]
E4[%]
Cliente (reale) 2’697 0 408,1 0 15,0 0 0,18 0
CFX 3’036 12,6 395,5 -3,1 14,5 -3,1 0,21 16,1
FLUENT 2’731 1,3 410,2 0,5 15,1 0,5 0,18 0,7
OpenFOAM 2’841 5,3 447,0 9,5 9,5 9,5 0,17 -13,8
FLUENT OpenFOAM
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Concentratore solare
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Ottimizzazione strutturale
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Analisi eseguite in ambiente ANSYS WORKBENCH
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Analisi CFD
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Vettori di velocità
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Analisi CFD
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Streamline velocità
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FSI e verifica strutturale
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Spostamenti con vento massimo Tensioni massime con vento estremo
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Risultati ottenuti
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• Ottimizzazione del peso della struttura ----------------> riduzione del 30%
• Incremento della velocità massima del vento ----------------> aumento del 40%
• Documentazione e verifica secondo EUROCODICE e NTC 2008
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Turbine eoliche: asse verticale
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Ottimizzazione geometria
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Miglioramento rendimento del 32%
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Turbine eoliche: asse orizzontale
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Caratterizzazione del concept di
una turbina in materiali compositi
ad asse orizzontale
