Riassunto analitico
L'obiettivo di questa tesi è il risultato dell'attività di tirocinio svolta presso il laboratorio Hy.Sy.De del Dipartimento di Scienze e Metodi dell'Ingegneria di UNIMORE e in collaborazione con un'importante azienda automobilistica del territorio. Il lavoro si concentra sull'indagine numerica, sfruttando l'analisi CFD con metodologia SPH, del flusso lubrificante nell'assale posteriore di un veicolo elettrico ad alte prestazioni. L'obiettivo è prevedere e verificare la distribuzione del lubrificante nel dominio fluido del componente, sia in condizioni stazionarie che in scenari dinamici, ovvero simulando una forza esterna, dovuta alle accelerazioni del veicolo.
La lubrificazione svolge un ruolo importantissimo nel garantire il corretto funzionamento di un assale e di tutte le sue componenti. Il suo scopo principale è non solo ridurre al minimo le resistenze passive che si generano, le quali sono responsabili della perdita di lavoro meccanico, con una conseguente diminuzione del rendimento globale, ma anche evitare malfunzionamenti dovuti, per esempio, a eccessive vibrazioni o a fenomeni di usura. Nonostante si abbia alle spalle decenni di esperienza, non è sempre banale definire un layout corretto ed efficiente e, perciò, è prioritario poterlo convalidare già in fase progettuale grazie alle simulazioni fluidodinamiche.
Una volta definita correttamente la fisica del problema, la sfida successiva è impostare le funzioni, e tutti i parametri necessari, in modo da ottenere un'analisi corretta e affidabile del fenomeno: ciò include la regolazione del livello di olio nel dominio fluido dell'assale, del flusso dei principali componenti idraulici e della velocità del fluido attraverso la pompa. Infine, concordate le boundary conditions delle simulazioni da svolgere insieme all'azienda partner, il modello è pronto per le simulazioni. In questa fase sono stati impiegati il software SimLab per il pre-processing e Nano-FluidX come tool calcolatore.
Ottenuti i risultati, il focus principale del post-processing è stato l'analisi dei valori delle portate dei flussi attraverso zone di interesse della geometria, come feritoie e collettori, per valutare il reintegro dell'olio a serbatoio. Inoltre, sono state elaborate delle sequenze di immagini di sezioni di interesse, con il fine di eseguire anche un'analisi visiva del comportamento del lubrificante.
Questo studio ha permesso di capire se e quali modifiche andassero apportate alla geometria per migliorarne sia la lubrificazione che e il reintegro in ogni condizione operativa. In particolare, la sfida è stata cercare di ritardare il più possibile l'aspirazione di aria da parte della pompa, per il ricircolo del lubrificante, in modo da evitare problemi quali cavitazione o presenza di aria nel circuito idraulico.
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