I temi di ricerca al centro dell’indirizzo “Macchine e sistemi per l’energia e l’ambiente” sono orientati allo sviluppodi competenze avanzate nei settori delle tecnologie di conversione dell’energia convenzionali e rinnovabili,dei modelli per la gestione dell’energia in sistemi ingegneristici complessi e per la pianificazione energetica del territorio, delle tecnologie di controllo dell’impatto ambientale da processi di conversione, delle tecnologie diagnostiche e prognostiche applicate a sistemi e processi industriali, della termo-fluidodinamica computazionale applicata alle macchine a fluido.

Esempi connessi a tali tematiche sono: lo sviluppo di modelli numerici per la simulazione di tecnologie energetiche, l'esecuzione di studi numerici e sperimentazione in bacino (in collaborazione con CNR-INSEAN) di impianti di conversione di energia da fonti marine; l'esecuzione di studi numerici e sperimentazioni su gassificatori a letto fluido per processi di gassificazione di biomasse legnose con cattura di CO2; l'esecuzione di studi numerici e sperimentazioni su stack e impianti pilota di sistemi di conversione di energia ad alta efficienza: celle a combustibile di tipo SOFC, DMFC e PEMFC; la modellazione di sistemi energetici complessi integrati, a fonti convenzionali e rinnovabili avanzate, in ambienti on- e off-grid; la pianificazione energetico-ambientale del territorio; l'analisi delle prestazioni energetiche e del processo di sistemi industriali mediante l'impiego di tecniche d'analisi di sistemi complessi e l'analisi della dinamica delle prestazioni nel tempo; l'applicazione delle tecniche di analisi delle social network alle reti di sensori; l'analisi delle prestazioni e delle emissioni inquinanti di motori alimentati con olii vegetali e olii alimentari esausti; lo sviluppo di modelli sintetici per l'ottimizzazione delle turbomacchine; la simulazione termofluidodinamica di flussi interni in turbomacchine e scambiatori di calore; la modellazione di flussi bifase e previsione dei fenomeni di formazione di deposito e/o erosione (in applicazioni turbomacchinistiche); l'analisi, sviluppo e implementazione di modelli di simulazione agli elementi finiti dei fenomeni di interazione fluido-struttura in ambito turbomacchinistico; la derivazione di nuove soluzioni nella progettazione delle turbomacchine con strumenti numerici in-house calibrati sul problema specifico (ad es. sistemi di controllo passivo in ventilatori assiali, test rig virtuali per sistemi di ventilazione); l'applicazione di tecniche LES, ibridi LES/RANS e URANS avanzate a problemi di fluidodinamica e scambio termico (ad es. raffreddamento interno di pale di turbina, aerodinamica di compressori); il trasferimento tecnologico di soluzioni fluidodinamiche fra applicazioni differenti (ad es. controllo dello stallo in ventilatori assiali con bordi d'attacco di derivazione biomimetica).

Obiettivi

L’obiettivo formativo dell’indirizzo “Macchine e Sistemi per l’Energia e l’Ambiente” è quello di formare una figura professionale altamente specializzata in grado di svolgere e gestire attività di ricerca industriale, progettare e gestire l’innovazione tecnologica di prodotto o processo in ambito energetico. In particolare, obiettivo dell’indirizzo è la formazione di competenze modellistiche, tecnologiche e gestionali nell’ambito dei sistemi di conversione dell'energia e negli usi energetici finali (nei settori primario, industriale, terziario e dei trasporti). La figura professionale così formata sarà in grado di: svolgere e dirigere attività di progettazione avanzata di sistemi e componenti energetici innovativi; coordinare e gestire programmi di ricerca supportati dalla comunità internazionale e nazionale; coordinare e gestire attività di natura energetica ed ambientale nelle aziende e nella pubblica amministrazione; coordinare e gestire piani di valutazione, pianificazione energetica-ambientale. Strumento essenziale per raggiungere l’obiettivo di un'ampia interconnessione tra attività di ricerca e mondo della produzione sarà lo svolgimento di periodi di studio e ricerca presso strutture pubbliche e private di riconosciuta rilevanza internazionale, con molti dei quali sono in atto convenzioni di collaborazione.