Strumenti di calcolo avanzato per il progetto di turbomacchine

Titolo della ricerca

EXPERTISE – models, EXperiments and high PERformance computing for Turbine mechanical Integrity and Structural dynamics in Europe

Area scientifica

Ingegneria meccanica, Computer science

Abstract

Nei prossimi decenni le turbomacchine avranno un ruolo fondamentale in Europa in settori quali la mobilità e l’energia. Il progetto EXPERTISE ha come obiettivo lo sviluppo di strumenti di calcolo avanzati per la progettazione strutturale di componenti di turbomacchine mediante reti di calcolatori in parallelo, con il duplice scopo di allungare la vita dei componenti e di ridurne i tempi di sviluppo.

Descrizione del progetto di ricerca

Le turbomacchine hanno attualmente numerosi ambiti di applicazione come ad esempio la produzione di energia, l’estrazione di gas o petrolio, la propulsione per l’aviazione civile e militare, la propulsione di navi, i turbocompressori per applicazioni automobilistiche.

Le componenti rotanti delle turbomacchine sono cruciali. Infatti, a casusa dell’alta velocità di rotazione, il loro cedimento può mettere a rischio l’integrità strutturale dell’intera macchina e, in situazioni estreme, anche vite umane (ad esempio nel caso di avaria del motore di un aereo).

Per questa ragione, il processo di progettazione e di certificazione di tali componenti è molto costoso in quanto prevede estensive campagne di sperimentazione.  L’uso di metodi numerici accurati ed efficienti può diminuire sensibilmente i costi di sviluppo e migliorare l’affidabilità della configurazione finale del progetto.

EXPERTISE è focalizzato sullo sviluppo di software avanzato per la progettazione di componenti di turbine, per aprire la strada verso i test virtuali sull’intera macchina e la conseguente diminuzione dei tempi di commercializzazione.

Tale obiettivo sarà raggiunto attraverso un insieme di 15 progetti di ricerca individuali, volti a migliorare l’accuratezza degli strumenti numerici per la progettazione dei componenti di turbomacchine, sviluppando modelli e metodi più efficientie valutando le opportunità offerte da architetture di calcolo parallele.

I progetti individuali saranno svolti da giovani ricercatori (ESR- Early Stage researchers), selezionati e supervisionati dai membri del consorzio di ricerca.

Impatto sulla carriera dei ricercatori coinvolti e sulla società 

I ricercatori reclutati nell’ambito del progetto riceveranno un training multi-disciplinare nei settori della meccanica strutturale e delle tecnologie informatiche di calcolo parallelo, preparandoli per le prossime sfide nel campo delle simulazioni numeriche per la progettazione meccanica.

Gli obiettivi delle attività di ricerca pianificate nell’ambito di EXPERTISE consentiranno lo sviluppo di tecnologie abilitanti nel campo della progettazione di turbomacchine e delle reti di calcolatori in parallelo, contribuendo ad aumentare la leadership delle industrie europee del settore.

Gruppo di lavoro @Polito

Stefano Zucca, Professore associato, Coordinatore del progetto

Daniele Botto, Professore associato

Teresa Berruti, professore associato

Christian M. Firrone, Ricercatore

Elenco enti beneficiari  

Imperial College of Science Technology and Medicine (Gran Bretagna)

Universitaet Stuttgart (Germania)

University of Oxford (Gran Bretagna)

Ecole Centrale de Lyon (Francia)

Middle East Technical University (Turchia)

Technische Universitaet Muenchen (Germania)

Barcelona Supercomputing Center (Spagna)

Technicka Univerzita Ostrava (Repubblica Ceca)

Cray UK Limited  (Gran Bretagna)

Mavel AS (Repubblica Ceca)

Elenco partner organizations 

Samara State Aerospace University (Russia)

Rolls-Royce PLC (Gran Bretagna)

NEC Deutschland GmbH (Germania)

Doosan Skoda Power (Repubblica Ceca)

SNECMA (Francia)

General Electric Deutschland Holding (Germania)

Nuovo Pignone srl (Italia)

SAFRAN (Francia)

University of Bristol (Gran Bretagna)

EXPERTISE project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No 721865

  • Budget: 3816000
  • Data inizio: 1/03/2017
  • Data fine: 28/02/2021