Laboratorio di Modellazione e Analisi Numerica (MAN)

Il ruolo della modellazione e dell’analisi numerica dei sistemi meccanici ha acquisito, negli ultimi decenni, una notevole importanza in quasi tutti i settori dell’ingegneria. Questo è particolarmente vero nell’ambito dell’ingegneria aerospaziale dove è oggi pratica comune fare uso di approcci computazionali per studiare sia sistemi meccanici continui che discreti tanto nell’ambito della ricerca accademica quanto nell’industria.

La corretta modellazione dei sistemi meccanici si rivela fondamentale nella progettazione dei sistemi aerospaziale a causa della necessità di una valutazione accurata del comportamento degli stessi e richiede nello stesso tempo una riduzione degli oneri computazionali.
Per quanto riguarda i sistemi meccanici continui, l’attenzione è focalizzata sulla modellazione dei materiali, dei fenomeni fluidodinamici e sulle interazioni fluido-struttura, tenendo anche conto di eventuali fenomeni di scala o multi-fisica.
La modellazione e l’analisi numerica dei sistemi meccanici discreti è invece usata i) per prevedere il comportamento dinamico di componenti multi-dominio interagenti (anche tenendo conto dell’ambiente operativo e delle incertezze) e ii) per progettare sistemi di controllo ottimali anche mediante l’uso di algoritmi euristici basati sul comportamento sociale degli stormi.
Il laboratorio di Modellazione e Analisi Numerica MAN è dotato di workstations ad alte prestazioni e di software di programmazione e calcolo per attività di ricerca come Matlab®, Ansys®, Comsol Multiphysics® e LabVIEW.
Il laboratorio di modellazione e analisi numerica è utilizzato anche per attività didattiche destinate agli studenti del Corso di laurea in Ingegneria aerospaziale, nell’ambito degli insegnamenti di “Aerodinamica”, “Meccanica del volo”, “Impianti aerospaziali”, “Costruzioni e strutture aerospaziali” e “Principi di simulazione del volo”. Le attività comprendono anche l’implementazione e l’analisi di modelli numerici come parte di stage e tesi di laurea.

Le attività di ricerca svolte presso il laboratorio MAN sono di carattere interdisciplinare e vanno dalla modellazione matematica all’analisi computazionale di problemi tipici delle scienze aerospaziali.

Di seguito si elencano i progetti e le principali attività di ricerca supportate dal laboratorio MAN.

• La modellazione e l’analisi dei carrelli d’atterraggio per lo studio delle vibrazioni e dei sistemi di controllo attivi ed adattivi per lo smorzamento delle stesse.
• La modellazione e l’analisi di sistemi di controllo attivi ed adattivi del flutter mediante l’uso di attuatori piezoelettrici
• La modellazione e l’analisi di sistemi di controllo del volo adattivi e fault tollerant
• Lo studio di sistemi di controllo ottimo ed adattivo
• L’analisi a robustezza stocastica Monte Carlo dei sistemi
• L’ottimizzazione euristica basata sui modelli sociali degli stormi
• La realizzazione di simulatori di traiettoria anche a fini didattici
• La modellazione e l’analisi della risposta del corpo umano in condizioni di turbolenza

• studiare l’influenza della porosità sulla risposta meccanica;
• simularne il comportamento statico, a fatica, a creep e a frattura
• studiare nuovi ed efficienti approcci di modellazione con elementi beam di strutture lattice.