Laboratorio di Fluidodinamica Computazionale Multifase e Reattiva

Gruppo di Ricerca

Chiara Galletti (responsabile)

Leonardo Tognotti

Rachele Lamioni

Collaborazioni esterne

Baker Hughes – Nuovo Pignone (https://www.bakerhughes.com/italia)

Immergas SpA (https://www.immergas.com/en_US/home_eng)

ANDRITZ Novimpianti (https://www.andritz.com/pulp- and-paper-en/locations/andritz-novimpianti)

Istituto di Science e Tecnologie per l’Energia e la mobilità Sostenibili STEMS-CNR (http://www.stems.cnr.it)

ARPAT Toscana (http://www.arpat.toscana.it)

Autorità di Sistema Portuale del Mar Tirreno Settentrionale (https://www.portialtotirreno.it)

Il laboratorio sviluppa e applica modelli di fluidodinamica computazionale (CFD) per l’analisi, progettazione e ottimizzazione di varie apparecchiature di interesse nell’industria di processo ed energetica.
Sono disponibili diversi codici CFD commerciali (ANSYS® Fluent, ANSYS® CFX) e open-source (OpenFOAM, NEK5000) oltre che codici per analisi cinetica (Cantera, OpenSMOKE- suite).
Il laboratorio dispone di cluster fino a 176 core e accesso a risorse HPC tramite bandi competitivi (principalmente CINECA) e/o di ateneo (Green Data Center).

Principali attività di ricerca e progetti
- Utilizzo di vettori energetici green, come idrogeno, ammoniaca e miscele, bio-syngas per la decarbonizzazione di applicazioni sia industriali che domestiche. Un'attenzione particolare è dedicata allo sviluppo di modelli adatti per tecnologie innovative di combustione flessibile come la combustione MILD (senza fiamma). In tale contesto l’applicazione della CFD gioca un ruolo chiave nello sviluppo tecnologico ma è estremamente difficoltosa a causa della mancanza di modelli, ad oggi sviluppati per condizioni convenzionali e combustibili fossili.
- Analisi fondamentale e soluzioni tecnologiche per l'intensificazione di processo mediante microreattori. I microreattori garantiscono un controllo senza precedenti delle condizioni di processo, consentendo così di effettuare reazioni chimiche con rese più elevate, meno sprechi ed energia, nonché condizioni più sicure rispetto ai tradizionali processi batch/semi-batch utilizzati per la sintesi di farmaci o chimica. La CFD permette di comprendere i fenomeni di miscelazione e reazione alla microscala, fornendo uno strumento per affrontare le barriere tecnologiche
- Sviluppo di sistemi di supporto alle decisioni (DSS) attraverso simulazioni avanzate per la valutazione della sicurezza e dell'impatto ambientale. Simulazioni numeriche avanzate possono fornire una visione approfondita e stime quantitative dei potenziali impatti dovuti all'inquinamento atmosferico e ai rilasci di gas nocivi dagli impianti industriali, aiutando anche a pianificare strategie di protezione e mitigazione delle conseguenze.
- Utilizzo di fonti di energia rinnovabile. La CFD permette di identificare soluzioni tecnologiche per migliorare la produzione di energia da biomasse in termini di efficienza ed emissioni inquinanti.