Modelli numerici per Fluidi non-Newtoniani in condotti non uniformi

L'obiettivo di questa tesi è lo sviluppo di modelli numerici per lo studio del moto di fluidi non Newtoniani in condotti di geometria non uniforme e di particolare interesse industriale. Nel lavoro abbiamo utilizzato la Fluidodinamica Computazionale (CFD), tecnica molto utile e applicata ad un'ampia varietà di applicazioni industriali e non, al fine di definire dei modelli digitali in grado di rappresentare il comportamento dei fenomeni fisici di interesse, collocando il lavoro nel contesto più ampio dei cosiddetti Cyber Physical System (CPS). Questa tesi è partita da un progetto industriale presso la Ferrero Technical Services s.r.l di Alba. Il problema studiato è stato modellato mediante le equazioni di Navier-Stokes per il moro di un fluido con caratteristiche non Newtoniane. Il modello non lineare del tensore degli sforzi è stato selezionato consultando la letteratura ingegneristica relativa ai fluidi di interesse dell'azienda. Per la discretizzazione del modello si è utilizzato il metodo dei volumi finiti su una griglia uniforme e con una disposizione straggerata delle variabili scalari e vettoriali. L'obiettivo del modello numerico è di valutare la velocità e la pressione nei nodi all'interno di ogni singola cella computazionale. Per affrontare la natura non lineare del fenomeno analizzato e la particolare interazione tra velocità e pressione è stato utilizzato il metodo SIMPLE andandone ad implementare in C++ il codice sorgente ed utilizzando la libreria PETSc per la gestione della griglia e la parallelizzazione del sodice. Il tutto in ambiente operativo Linux. Grazie all'impostazione metodologica conseguente alla definizione dell'attività ed ai risultati raggiunti si è mostrata la possibilità di attivare specifiche simulazioni fluidodinamiche all'interno dell'ambito industriale e dei relativi sistemi di controllo.