Simulazione numerica del guado in acqua di veicoli, indagine basata su un modello tridimensionale con particelle (SPH Smoothed Particle Hydrodynamics method). = Numerical simulation of vehicle water wading, investigation based on a three-dimensional particle model (SPH Smoothed particle Hydrodynamics method).

Il passaggio in guado di un veicolo fa riferimento ad una particolare condizione in cui la vettura deve essere in grado di attraversare una strada allagata, senza compromettere il normale funzionamento dei suoi componenti. Questa condizione di avanzamento, all’interno di un fluido come l’acqua, potrebbe da una parte danneggiare alcuni componenti elettronici e dall’altra potrebbe far insorgere nuovi carichi sulla vettura. Più in generale, il water wading rappresenta una condizione di avanzamento pericolosa per ogni tipologia di veicolo, che sia un motore a combustione interna, un veicolo elettrico o una configurazione ibrida. Dunque, in questo lavoro di tesi l’obiettivo è quello di realizzare una simulazione numerica tridimensionale del passaggio in guado di un veicolo, sfruttando l’SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) come metodo di simulazione. L’SPH rappresenta un metodo diverso di poter risolvere le equazioni di governo di un fluido. In contrapposizione alle classiche simulazioni ai volumi finiti, le proprietà del fluido vengono calcolate per ogni singola particella, seguita nel proprio moto in ottica lagrangiana all’interno del dominio fluidodinamico. Con questo approccio, è possibile affrontare una simulazione tridimensionale come il passaggio in guado di una vettura con tempi di calcolo ragionevoli. Le simulazioni SPH sono state condotte con il solver SPH all’interno di ANSA pre-processor (BETA CAE Systems, Switzerland), evidenziandone potenzialità e limiti del modello. In particolare, ci si pone come obiettivo finale quello di andare a studiare un eventuale ingresso di acqua all’interno del condotto di aspirazione dell’aria, per una vettura con motore a combustione interna. Per farlo, il seguente lavoro di tesi è organizzato nel seguente modo. Il primo capitolo è dedicato ad una introduzione al problema del water wading. Il secondo capitolo ha lo scopo di introdurre i concetti di base dell’SPH, evidenziando alcuni possibili modi di discretizzare le equazioni di governo e di gestire le condizioni al contorno. Il terzo capitolo è dedicato alla riproduzione con approccio SPH di due casi test sperimentali, in modo da validare i modelli SPH che verranno utilizzati per lo studio del passaggio in guado del veicolo. In particolare, verranno riprodotti due casi test sperimentali di sloshing di un fluido all’interno di un serbatoio. Il quarto capitolo è dedicato allo studio del passaggio in guado per una vettura semplificata come modello di riferiment o(DriVaer model). Il quinto capitolo è dedicato alla simulazione SPH del passaggio in guado di una vettura con underhood dettagliato, in modo da analizzare il comportamento del fluido all’interno del sottocofano. Infine, vengono tratte dalle conclusioni finali dal lavoro di tesi, riassumendo i risultati ottenuti e mostrando le potenzialità e i limiti della metodologia SPH.