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Oggetto di studio di questo lavoro di tesi è la modellazione numerica di un circuito idraulico di raffreddamento appartenente ad un motore endotermico alternativo ad elevata potenza specifica, mediante l’utilizzo di tecniche numeriche multidimensionali e con lo scopo di verificare la validazione dei risultati ottenuti dalle prove sperimentali effettuate a banco sullo stesso motore, in modo da poter raccogliere informazioni che altrimenti sarebbero difficili da ottenere a livello sperimentale.
Questo tipo di modellazione è stata applicata al circuito di raffreddamento, il quale presenta la caratteristica di avere lo scambiatore di calore solamente sulla bancata di destra, mentre sulla parte di sinistra si ha un ramo interno il cui compito è di riunire i flussi provenienti dalle due bancate. I flusso riunito viene incanalato verso il termostato per poi tornare alla pompa di alimentazione. Questo squilibrio tra le due bancate dato dallo scambiatore viene bilanciato attraverso l’uso di una guarnizione che crea la giusta caduta di pressione per avere un bilanciamento delle pressioni.
Per quanto riguarda il circuito di raffreddamento, l’obiettivo dello studio è stato la realizzazione di un modello che fosse in grado di simulare il funzionamento reale effettuato durante le prove sperimentali e determinare così i valori di pressione in base alla portata imposta in ingresso. Per questo motivo sono state impostate delle analisi di flussaggio delle due bancate a tre portate differenti e ne sono stati valutati i rispettivi risultati. Rapportando i valori numerici con quelli sperimentali si è osservata una buona corrispondenza per la bancata destra, mentre per quella di sinistra si sono verificati dei problemi di pressione sul termostato.
Per ovviare a questo problema si sono percorse tre strade differenti: la prima ha portato alla valutazione degli effetti di possibili trafilamenti sul valore della pressione sul termostato, concentrando l’attenzione sulla variazione del campo di moto tra le due bancate e tra i casi con/senza trafilamento. La seconda strada ha portato ad analizzare l’influenza sulla pressione e sul campo di moto del numero di layers a parete, osservando come i valori di pressione variano a seconda del tipo di mesh utilizzato. L’ultimo studio è stato invece riservato ad un’analisi di sensibilità della mesh del termostato, basandosi sulla variazione di alcuni parametri fondamentali di creazione della mesh, fino ad arrivare ad ottenere una mesh ottimale per quel particolare tipo di geometria.
Il modello di discretizzazione ottimizzato attraverso questi passaggi è stato poi applicato al circuito di raffreddamento, per il quale sono state effettuate di nuovo le simulazioni di flussaggio a bancate separate e successivamente unite, riuscendo ad ottenere i risultati sperati che rispecchiassero una buona corrispondenza con i dati acquisiti sperimentalmente.

Oggetto di studio di questo lavoro di tesi è la modellazione numerica di un circuito idraulico di raffreddamento appartenente ad un motore endotermico alternativo ad elevata potenza specifica, mediante l’utilizzo di tecniche numeriche multidimensionali e con lo scopo di verificare la validazione dei risultati ottenuti dalle prove sperimentali effettuate a banco sullo stesso motore, in modo da poter raccogliere informazioni che altrimenti sarebbero difficili da ottenere a livello sperimentale. Questo tipo di modellazione è stata applicata al circuito di raffreddamento, il quale presenta la caratteristica di avere lo scambiatore di calore solamente sulla bancata di destra, mentre sulla parte di sinistra si ha un ramo interno il cui compito è di riunire i flussi provenienti dalle due bancate. I flusso riunito viene incanalato verso il termostato per poi tornare alla pompa di alimentazione. Questo squilibrio tra le due bancate dato dallo scambiatore viene bilanciato attraverso l’uso di una guarnizione che crea la giusta caduta di pressione per avere un bilanciamento delle pressioni. Per quanto riguarda il circuito di raffreddamento, l’obiettivo dello studio è stato la realizzazione di un modello che fosse in grado di simulare il funzionamento reale effettuato durante le prove sperimentali e determinare così i valori di pressione in base alla portata imposta in ingresso. Per questo motivo sono state impostate delle analisi di flussaggio delle due bancate a tre portate differenti e ne sono stati valutati i rispettivi risultati. Rapportando i valori numerici con quelli sperimentali si è osservata una buona corrispondenza per la bancata destra, mentre per quella di sinistra si sono verificati dei problemi di pressione sul termostato. Per ovviare a questo problema si sono percorse tre strade differenti: la prima ha portato alla valutazione degli effetti di possibili trafilamenti sul valore della pressione sul termostato, concentrando l’attenzione sulla variazione del campo di moto tra le due bancate e tra i casi con/senza trafilamento. La seconda strada ha portato ad analizzare l’influenza sulla pressione e sul campo di moto del numero di layers a parete, osservando come i valori di pressione variano a seconda del tipo di mesh utilizzato. L’ultimo studio è stato invece riservato ad un’analisi di sensibilità della mesh del termostato, basandosi sulla variazione di alcuni parametri fondamentali di creazione della mesh, fino ad arrivare ad ottenere una mesh ottimale per quel particolare tipo di geometria. Il modello di discretizzazione ottimizzato attraverso questi passaggi è stato poi applicato al circuito di raffreddamento, per il quale sono state effettuate di nuovo le simulazioni di flussaggio a bancate separate e successivamente unite, riuscendo ad ottenere i risultati sperati che rispecchiassero una buona corrispondenza con i dati acquisiti sperimentalmente.