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Impulsive Flows - beyond velocity and acceleration

Descrizione del progetto

Gettare nuova luce sulla meccanica dei fluidi nei movimenti improvvisi

Quando un oggetto modifica la propria velocità, ad esempio una macchina da corsa che effettua una brusca svolta, il flusso che lo circonda cambia. La misurazione di questi flussi impulsivi è più complessa rispetto a quando la velocità è costante. La teoria e le strutture esistenti della meccanica dei fluidi sottovalutano le accelerazioni nel processo di misurazione. Ciò rende difficile prevedere i flussi nel caso di movimenti inattesi. Il progetto ImpulsiveFlows, finanziato dall’UE, si propone di costruire una struttura interamente nuova di meccanica dei fluidi in grado di simulare movimenti complessi attraverso un braccio robotico, che muoverà e ruoterà diversi oggetti in un serbatoio pieno d’acqua lungo determinate traiettorie con accelerazione e rotazione note. Il flusso di fluidi che circonda l’oggetto sarà misurato attraverso la Particle Image Velocimetry tomografica.

Obiettivo

My goal is to investigate impulsive flows that occur both in nature and technological applications, where fluid is accelerated due to sudden motion of an object or boundary, which leads to an additional instationary drag or lift forces. This project will shed new light on the understanding of the fundamental properties and flow physics of these impulsive flows. Theoretical concepts that are used today, do not go much beyond those laid down almost 100 years ago. With todays level of technology and experimental tools I will be able to break new ground in the understanding of these flow phenomena that are very challenging both experimentally and numerically. First, a novel-concept flow facility will be built, based on a high performance robotic arm; this robot arm can move and rotate various objects in a water-filled tank along prescribed trajectories with known acceleration and rotation. The fluid motion is measured using tomographic particle image velocimetry (PIV), of which the measurement volume can move along with the objects using auxiliary robot arms. New PIV approaches will be developed that measure fluid acceleration varied within the short times of these impulsive motions. Then a systematic investigation is performed on various impulsive flows where the rate of acceleration and rotation rate can be varied, in order to find new
and improved relationships between the measured hydrodynamic force histories and relevant flow quantities, such as velocity, acceleration, and rotation rate, and the time scales at which these phenomena occur. These will represent real-life impulsive flows. Experimental approaches and results will be used to validate numerical methods. The results of this investigation will fill gaps in our knowledge of impulsive flows, and give more accurate estimates of hydrodynamic forces. This will improve the prediction of structural loads and reduce failure and discomfort, with impact on aeronautics, wind energy, maritime and offshore technology.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

ERC-ADG - Advanced Grant

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2019-ADG

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Istituzione ospitante

TECHNISCHE UNIVERSITEIT DELFT
Contributo netto dell'UE
€ 2 499 567,50
Costo totale
€ 2 499 567,50

Beneficiari (1)