Analisi numerica di una turbina eolica ad asse verticale - Atomino FVG

4.2 GENERALITÀ SULLE SIMULAZIONI NUMERICHE 48
Ovviamente prima di procedere alle simulazioni di nostro interesse
è stato necessario validare il codice con dei risultati sperimentali.
Per la configurazione Savonius la validazione era stata
già effettuata da Di Paolo (2007) nella sua tesi di laurea, per la
configurazione Darrieus sono state fatte delle simulazioni in 2D
confrontando i risultati numerici con gli esperimenti di Simão
Ferreira et al. (2007a).
4.2 GENERALITÀ SULLE SIMULAZIONI NUMERI-
CHE
Il software utilizzato per le simulazioni fluidodinamiche è Star-
CCM+ 4.02. Il metodo di calcolo utilizzato è il metodo ai volumi
finiti che consiste in:
1. divisione del dominio di calcolo in volumi di controllo
discreti utilizzando una griglia di calcolo,
2. integrazione delle equazioni di governo del flusso su ogni
volume di controllo per determinare le equazioni algebriche
per le variabili incognite (velocità, pressione); l’integrazione
porta ad equazioni discrete che comportano comunque la
conservazione di ogni grandezza nel singolo volume di
controllo,
3. linearizzazione delle equazioni discretizzate e soluzione del
sistema di equazioni per produrre valori aggiornati delle
variabili.
L’assunzione che il fluido sia un continuo implica che esistono le
derivate di tutte le variabili dipendenti. In altre parole, proprietà
locali come la densità e la velocità sono definite come medie su
elementi “grandi” se comparati con la struttura microscopica
del fluido, ma abbastanza “piccoli” in confronto alla scala dei
fenomeni macroscopici. Ciò permette di descriverli con l’uso del
calcolo differenziale.
Per tenere conto della natura reale e turbolenta del flusso, il
fluido è considerato viscoso e si farà uso di modelli di turbolenza
appropriati a seconda della configurazione della turbina.
Si riporta di seguito le impostazioni sul modello fisico comuni Modello fisico
a tutte le simulazioni effettuate.
• Flusso incompressibile ad 1 atm (101325 Pa) e 25 ◦ C con
densità costante ρ = 1.184 kg/m 3 e viscosità dinamica
µ = 1.85508 · 10 −5 Pa · s. Star-CCM+ permette di stabilire