Studio ed implementazione di una procedura per la caratterizzazione aerodinamica di schiere palari per turbine a vapore mediante analisi fluidodinamica computazionale

Il settore “Ricerca e Sviluppo”, soprattutto nel campo della produzione di energia, sta acquisendo un peso sempre maggiore all’interno delle realtà aziendali. Il miglioramento delle prestazioni ed efficienza delle macchine e l’attenzione ai consumi è tra i temi più discussi ed attuali nel panorama mondiale. In particolare, l’aumento delle potenze di calcolo disponibili, la possibilità di utilizzo di server online e l’automatizzazione informatica di procedure, processi e comunicazioni tra di essi hanno contribuito a miglioramenti in qualità, prestazioni e conoscenza dei prodotti. La sfida principale del lavoro che verrà trattato in questa tesi è stata proprio quella di interfacciare il mondo dell’ingegneria, in particolare la fluidodinamica computazionale e la termodinamica, con il mondo dell’informatica, in particolare la programmazione ad oggetti, mai affrontata accademicamente in questo modo. Durante i mesi trascorsi in azienda, l’obiettivo è stato quello di creare una procedura che, in maniera automatica e controllata, realizzasse una serie di simulazioni fluidodinamiche 2D di profili aerodinamici di palettature di turbina, ognuna sotto condizioni ed ipotesi ben definite. In particolare, l’opportunità di utilizzare programmi open-source ha permesso il raggiungimento di una procedura molto completa ed articolata, creata per gestire al meglio tutte le possibili difficoltà del caso. Il codice creato comprende l’utilizzo di diversi software e sistemi operativi (Salome-Meca, OpenFOAM, Linux-Ubuntu), tutti legati fra di loro grazie al linguaggio di programmazione Python. Una volta creata una struttura di calcolo solida, si è cercato di ricavare un database completo delle prestazioni e del comportamento delle palettature al variare di geometria, parametri termodinamici e fluidodinamici. L’analisi dei risultati, tanto importante quanto la procedura stessa, ha richiesto un approfondito studio preliminare dei principali testi sull’argomento, in particolare delle opere di Walter Traupel.