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Il presente lavoro di tesi è stato svolto all'interno dell’Energy Efficiency Laboratory (EELab), presso il Dipartimento di Ingegneria "Enzo Ferrari" dell'Università degli studi di Modena e Reggio Emilia, in collaborazione con Ferrari S.p.a. con l'obiettivo di studiare ed eventualmente migliorare il sistema di riscaldamento del sedile guidatore per il modello F151M. L’attività è stata svolta in collaborazione con il collega Davide Bompani che si è occupato della parte fluidodinamica

Nella prima parte di questo lavoro sono stati caratterizzati i materiali presenti nelle parti d'interesse della seduta e dello schienale del sedile. Per fare questo è stato necessario allestire un banco di flussaggio dotato di un tubo di Pitot per la determinazione della velocità del flusso e di una sonda differenziale di pressione per determinare le perdite di carico nel materiale.
Entrambi i dati sono stati campionati, mediati e registrati dai software di gestione del banco di flussaggio e della sonda per ridurre al minimo gli errori di misura dovuti agli strumenti e ad eventuali piccole fluttuazioni nella portata di aria. Una volta tracciate le curve di perdita di carico per ognuno dei materiali, si è proceduto al calcolo dei coefficienti caratteristici, in particolare della resistenza viscosa (inverso della permeabilità assoluta) e della resistenza inerziale.
Per ultimo è stato pianificato di registrare il profilo di temperatura di uno dei termofori del sedile con una termocamera ad infrarossi.

Nella seconda parte del lavoro si è passati alla creazione dei modelli CFD. Dopo aver ricostruito le prove di laboratorio effettuate nella prima parte validando i modelli con i dati sperimentali, si è proceduto alla creazione di una geometria rappresentativa dei fenomeni semplificata al fine di alleggerire il costo computazionale delle simulazioni. Successivamente, si è provveduto alla creazione della mesh, alla scelta dei modelli fisici e matematici da utilizzare per le simulazioni, all’imposizione delle condizioni iniziali e di quelle al contorno. I software utilizzati sono rispettivamente SolidWorks 2016 per la realizzazione delle geometrie, Ansys Meshing per la discretizzazione dei domini e Ansys Fluent v18.1 per i calcoli termofluidodinamici.

Nella terza ed ultima parte del lavoro sono stati analizzati i dati ottenuti dai modelli, che hanno evidenziato una criticità in termini di disomogeneità del campo di temperature sulla seduta del sedile ed è stata analizzata una soluzione che prevede l’inserimento di uno strato di materiale superconduttivo a base di grafite prodotto dalla Panasonic Corporation. Tale soluzione è stata infine implementata nel modello CFD mostrando un netto miglioramento rispetto alla versione originale.

The present thesis work has been done in the Energy Efficiency Laboratory (EELab), at the Engineering Department "Enzo Ferrari" of the University of Modena and Reggio Emilia, in collaboration with Ferrari S.p.a. with the aim of studying and eventually improving the driver's seat heating system for the F151M model. The activity has been performed in collaboration with the colleague Davide Bompani who has optimized the fluid-dynamic aspect. In the first part of this work, the materials within the parts of interest of the cushion and backrest of the seat have been characterized. To do this it was necessary to set up a flushing bench equipped with a Pitot tube to determine the flow velocity and a differential pressure probe to determine the pressure drops in the materials. Both data were sampled, averaged and recorded by the management software of the flushing bench and of the probe to minimize measurement errors due to instruments and to any small fluctuations in the air flow. Once the load loss curves were drawn for each of the materials, the characteristic coefficients were calculated, in particular the viscous resistance (inverse of absolute permeability) and the inertial resistance.. Finally, it was planned to record the temperature profile of one of the seat heating pads with an infrared camera. In the second part of the work we started creating the CFD models. After the reconstruction of the laboratory tests performed in the first parta and the validation of the models with the experimental data, we proceeded to create a simplified representative geometry of the phenomena in order to make the simulations computational cost less burdensome. Subsequently were perfomed the creation of the mesh, the choice of the physical and mathematical models to be used in the simulations, and the imposition of the initial and boundary conditions. The software used are, respectively, SolidWorks 2016 for the geometries realization, Ansys Meshing for the discretization of the domains and Ansys Fluent v18.1 for the thermo-fluid dynamic computations. In the third and last part of the work, the data obtained from the models were analyzed, showing a criticality in terms of lack of homogeneity in the temperature field on the seat and a solution was provided by the insertion of a superconductive graphite based material layer produced by Panasonic Corporation. This solution was finally implemented in the CFD model, showing a marked improvement over the original version.