Caratterizzazione numerica di una soffiante a canale laterale

The objective of this thesis was to numerically analyze the fluid dynamic behavior of a regenerative blower through simulations performed using ANSYS CFX software. The first step involved studying the geometry and generating the computational mesh, with particular attention paid to the correct discretization of the computational domain. A preliminary sensitivity analysis was carried out to evaluate the influence of mesh resolution on the numerical results. This analysis was conducted by comparing temperature values and pressure drops obtained from simulations using meshes of varying densities. Subsequently, the characteristic curves of the machine were constructed by acquiring four operating points. For one of these operating points, a detailed and in-depth analysis of the internal flow behavior within the blower was performed, focusing on key fluid dynamic quantities, including pressure, velocity, and turbulence fields. The results highlighted the main critical areas of the machine, particularly in the outlet region, where significant losses were observed due to turbulence and local geometric configurations. Furthermore, the study revealed stagnation and recirculation phenomena in certain regions of the domain. Although experimental validation was not performed, the simulations provided a qualitative framework consistent with the expected behavior of the machine, suggesting potential future developments both in terms of numerical modeling and design optimization. Overall, the thesis presents an initial, comprehensive—albeit predominantly qualitative—fluid dynamic characterization of the regenerative blower.

Lo scopo di questa tesi è stato quello di analizzare numericamente il comportamento fluidodinamico di una soffiante rigenerativa attraverso simulazioni condotte mediante il software ANSYS CFX. Come prima cosa è stato affrontato lo studio della geometria e la generazione della mesh, con particolare attenzione alla corretta discretizzazione del dominio computazionale. L’attività ha previsto una fase preliminare di analisi di sensibilità finalizzata a valutare l’influenza della discretizzazione del dominio fluido sui risultati numerici. Tale analisi è stata condotta attraverso il confronto dei parametri di temperatura e del salto di pressione ottenuti dalle diverse simulazioni eseguite con mesh di differente densità. Successivamente, sono state costruite le curve caratteristiche della macchina attraverso l’acquisizione di 4 punti operativi e, per uno dei punti operativi simulati, è stata effettuata un’analisi dettagliata e approfondita del comportamento del flusso interno alla soffiante, attraverso lo studio delle principali grandezze fluidodinamiche, tra cui i campi di pressione, velocità e turbolenza. I risultati ottenuti hanno permesso di evidenziare le principali criticità della macchina, in particolare nella regione di uscita, dove si sono osservate perdite significative a causa delle turbolenze e delle configurazioni geometriche locali. Inoltre, lo studio ha messo in luce fenomeni di ristagno e ricircolo in alcune aree del dominio. Pur in assenza di una validazione sperimentale, le simulazioni hanno fornito un quadro qualitativo coerente con il comportamento atteso della macchina, suggerendo ulteriori sviluppi futuri sia in termini numerici che progettuali. Nel complesso, la tesi offre una prima caratterizzazione fluidodinamica completa, seppur abbastanza qualitativa, della soffiante rigenerativa.