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Le simulazioni agli elementi finiti sono uno strumento valido per applicare modelli fisici a geometrie complesse e hanno un range molto vasto di applicazioni.
La caratteristica principale di queste simulazioni è la suddivisione del dominio continuo in un dominio discreto (mesh) attraverso l'utilizzo di elementi di forma semplice (triangoli e quadrilateri in 2D, esaedri e tetraedri in 3D).
Su ciascun elemento della mesh si andranno a risolvere le equazioni caratteristiche del fenomeno analizzato.
Alcuni esempi di simulazioni sono:
- Processi di trasferimento termico
(dissipazione di calore in un disco frenante
per autoveicoli, ecc...)
- Problemi di fluidodinamica (colata in stampo, reattori porosi)
- Lavorazioni di materie plastiche: stampaggio, estrusione, trafilatura
- Stoccaggio di idrogeno in sistemi ad idruri metallici
Per la risoluzione di simulazioni di questo tipo è necessario utilizzare opportuni software.
Per poter utilizzare una simulazione agli elementi finiti come previsione di dati è necessario che essa venga validata. L'operazione di validazione avviene tramite il confronto tra le simulazioni realizzate ed i dati sperimentali: minore è la differenza tra risposta del modello e realtà, maggiore sarà l'affidabilità del modello stesso.
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Distribuzione di temperatura durante l'assorbimento di
H2 in un sistema di stoccaggio ad idruri metallici.
Confronto tra modello e dati sperimentali: temperatura in funzione del tempo in fase di assorbimento di H2 in idruri metallici.
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