Analisi CFD delle vibrazioni indotte da vortici (VIV) per la generazione di energia da un cilindro elasticamente vincolato

This thesis investigates vortex-induced vibrations (VIV) on an elastically mounted rigid cylinder through 2D CFD simulations, modelled as a single-degree-of-freedom mass-spring-damper oscillator. The study characterizes the system's dynamic response as a function of density ratio, non-dimensional stiffness, damping ratio, and blockage ratio, identifying the lock-in conditions between vortex shedding and the natural frequency. Power output and conversion efficiency are also evaluated, providing a useful database for the design of VIV-based energy harvesting devices.

Questa tesi analizza mediante simulazioni CFD 2D le vibrazioni indotte da vortici (VIV) su un cilindro rigido elasticamente vincolato, modellato come oscillatore massa-molla-smorzatore. Lo studio caratterizza la risposta dinamica del sistema al variare di rapporto di densità, rigidezza, smorzamento e blockage ratio, individuando le condizioni di lock-in tra distacco dei vortici e frequenza naturale. Vengono infine valutate potenza ed efficienza di conversione energetica, fornendo un database utile alla progettazione di dispositivi per l'estrazione di energia da VIV.