Ingegneria Navale (INAV)
L’unità operativa Ingegneria Navale sviluppa la sua attività di ricerca principalmente nei settori dell’Architettura Navale (idrodinamica navale teorica e sperimentale, eliche e altri propulsori, stabilità) e delle Costruzioni Navali (sperimentazione su modelli e al vero, analisi numerica e probabilistica delle strutture navali e delle loro prestazioni).
I risultati delle ricerche più generali condotte nei suddetti settori sono utili anche per le attività di ricerca rivolte al progetto e all’ottimizzazione di navi e di veicoli marini non convenzionali.
Per l’attività sperimentale l’unità operativa si avvale di grandi laboratori quali la vasca navale, il tunnel di cavitazione per la prova delle eliche, il laboratorio per le strutture navali e, più recentemente, il laboratorio di automazione e azionamenti per sistemi navali.
Sono elencate di seguito alcune tematiche di ricerca in corso o sviluppate negli ultimi anni.
Prestazioni Idrodinamiche
Studio dei moti della nave e della resistenza addizionale in mare ondoso (added resistance in waves) in relazione allo stato di mare attraverso metodi numerici (prevalentemente sviluppati internamente).
Studio sperimentale alla vasca navale della resistenza al moto delle carene. Studio della resistenza al moto mediante metodologie numeriche (RANSE e metodi a potenziale).
Studio sperimentale al tunnel di cavitazione e studio teorico con metodi numerici dei propulsori navali per l’ottimizzazione della loro efficienza (eliche controrotanti, eliche CLT, altri mezzi per l’incremento dell’efficienza delle eliche tradizionali).
Ottimizzazione mono e multi obiettivo di carene monoscafo e di carene innovative multiscafo tramite strumenti di calcolo numerici commerciali e sviluppati in Dipartimento.
Riduzione di rumore
Studio sperimentale (nel laboratorio strutture, al tunnel di cavitazione ed al vero) e studio teorico dei carichi e del comportamento strutturale delle eliche navali al fine di ottimizzare la progettazione e incrementare l’efficienza e ridurre il rumore irradiato.
Studio sperimentale (nel laboratorio strutture ed al vero) e studio teorico del comportamento dinamico delle strutture navali al fine di ottimizzare la progettazione, riducendo il rumore irradiato all’interno della nave ed all’esterno, in aria ed in acqua.
Rilievo sperimentale del rumore irradiato in acqua da unità navali e studio numerico predittivo del rumore dovuto al traffico navale.
Studio sperimentale (al tunnel di cavitazione) e studio numerico di eliche ad alte prestazioni e di propulsori alternativi (pumpjet, eliche in mantello) e di profili alari in relazione alla formazione di vortici, alla cavitazione, al rumore irradiato e al campo di pressione generato.
Manovrabilità e posizionamento dinamico
Studio e sviluppo di metodologie semi-empiriche e numeriche per la previsione della manovrabilità della nave (mono e bi-elica) nel piano orizzontale, progettazione e dimensionamento del sistema di posizionamento dinamico in base a specifiche operative prescritte.
Strutture e materiali
Studio della fatica delle strutture navali saldate tramite prove sperimentali e calcoli codici FEM.
Caratterizzazione di materiali compositi allo stato integro e danneggiato tramite prove sperimentali e attraverso modelli con elementi finiti.
Sviluppo di normative per la costruzione e l’esercizio della nave (IACS H-CSR).
Monitoraggio strutturale a supporto della gestione e dello sviluppo normativo
Ispezione e monitoraggio strutturale di navi in esercizio.
Misura e analisi azioni su strutture navali e marine.
Analisi numerica e sperimentale del sistema velico di grandi navi a vela.
Analisi numerica dell’interazione fluido/struttura (FSI).
Piattaforme per l’estrazione di energia da fonti rinnovabili
Prestazione delle trasmissioni meccaniche navali
Analisi dinamica delle trasmissioni navali, con particolare riferimento alle interazioni fra macchinario e struttura. Analisi del comportamento dinamico di organi di macchina in trasmissioni primarie e secondari, con monitoraggio delle prestazioni
Analisi sperimentale di fenomeni vibro-acustici connessi all’esercizio di trasmissioni meccaniche. Analisi modale sperimentale per identificazione dinamica. Modificazione strutturale. Correlazioni fra fenomeni vibratori e propagazione acustica.
Sistemi oleoidraulici innovativi con caratteristiche “load sensing” per applicazioni navali. Ottimizzazione delle prestazioni di circuito associate al risparmio energetico della trasmissione a fluido.
Normative di sicurezza e progettazione
Partecipazione nelle sedi internazionali opportune allo sviluppo delle normative relative alla galleggiabilità e la stabilità delle navi sia allo stato integro sia in falla.
Impatto di tali nuove normative di sicurezza sulla filosofia del processo di progettazione navale.
Partecipazione nelle sedi internazionali opportune allo sviluppo delle normative relative alla manovrabilità delle navi. Impatto di tali nuove normative di sicurezza sul processo di progettazione navale.
Partecipazione nelle sedi internazionali opportune allo sviluppo delle normative relative alla robustezza globale e locale. Impatto di tali nuove normative di sicurezza sul processo di progettazione navale.
Vulnerabilità e controllo del danno: galleggiabilità e stabilità residue in base all’approccio probabilistico
Referente:
Enrico Rizzuto
Afferenti (solo strutturati):
Dario Boote, Marco Ferrando, Marco Gaiotti, Tomaso Gaggero, Paola Gualeni, Cesare M. Rizzo, Michele Viviani, Stefano Gaggero, Diego Villa, Benedetto Piaggio, Giuliano Vernengo, Tatiana Pais, Giorgio Tani
