Un sistema computazionale per la simulazione alle grandi scale modellate a parete e il metodo dei contorni immersi: dall'implementazione alle applicazioni

Lo scopo della presente tesi consiste nell’affrontare lo studio di flussi turbolenti attorno a geometrie articolate attraverso l’integrazione di diverse tecniche numeriche all’interno del solutore open-source CaNS (Canonical Navier–Stokes). In particolare, è stato implementato un metodo dei contorni immersi (Immersed Boundary Method, IBM) per la gestione delle condizioni al contorno, un modello Wall-Modeled Large Eddy Simulation (WMLES) per la modellazione della turbolenza in prossimità delle pareti, e una tecnica basata sul Signed Distance Field (SDF) per la rappresentazione implicita delle geometrie. L’obiettivo principale è stato quello di migliorare la modellazione degli sforzi viscosi e la corretta rappresentazione della legge di parete, agendo in particolare sulla componente normale della velocità. I casi studio analizzati, costituiti da un canale e da un tubo turbolenti, hanno mostrato una buona coerenza con le leggi teoriche note, pur evidenziando alcune discrepanze nelle regioni più prossime alla parete. Nel complesso, i risultati ottenuti confermano la validità dell’approccio proposto come primo passo verso simulazioni più accurate ed efficienti, fornendo una base solida per futuri sviluppi.