Collaborazioni
In questo campo il CASPUR vanta una collaborazione ormai decennale con il CNR-INSEAN (Istituto Nazionale per Studi ed Esperienze di Architettura Navale, Consiglio Nazionale delle Ricerche).
Il supporto fornito dalle simulazioni numeriche è fondamentale nella progettazione e nella realizzazione delle navi, sia nella fase di progettazione (e.g. per individuare la forma ideale) sia per studiare effetti come la ri-sposta dell’imbarcazione al moto ondoso (manovrabilità) o come il rumore generato dalle eliche. È una tipo-logia di simulazioni molto complesse in quanto necessitano non solo di un’adeguata descrizione dell’imbarcazione e di tutte le sue appendici esterne, come il timone, le alette antirollio e le strutture di sup-porto del propulsore, ma anche di una corretta simulazione delle interazioni con la superficie libera in moto ondoso. La simulazione numerica, oramai, complementa, se non addirittura sostituisce, le prove in vasca con modelli in scala, in quanto questa permette di risalire ad un maggior numero di informazioni ad un costo in-feriore e a volte affianca, per pianificarle adeguatamente, le prove al vero in cui si misura sperimentalmente il comportamento di una nave reale in funzione dello stato del mare.
Offerta
Per questo tipo di problemi, Il CASPUR, oltre alle solide conoscenze delle tecniche di parallelizzazione e di ottimizzazione dei codici (da notare che in genere si tratta di codici proprietari sviluppati dagli utenti stessi, che possono richiedere un significativo lavoro di Software Engineering), offre competenze di creazione e vali-dazione di griglie numeriche, sviluppo di codici multi-blocco ottimizzati, visualizzazione di flussi complessi. In-fatti, il successo dello studio numerico, oltre a dipendere ovviamente dall’accuratezza e dall’efficienza delle simulazioni, è fortemente legato alla qualità della griglia che rappresenta in tutti i suoi dettagli la carena della nave: simulando carene di un centinaio di metri di lunghezza bisogna risolvere anche appendici (e.g. barre antirollio) di dimensioni dell’ordine delle decine di centimetri. Se la griglia non è adeguata i risultati possono essere pesantemente falsati.
HPC
100
I
DRODINAMICA NAVALE
Fig. 1Simulazione numerica e prova sperimentale in bacino di una fregata in avanzamento rettilineo. Il numero di Reynolds in scala modello è pari a 1.756x107.
I campi principali di collaborazione sono:
• Sviluppo, ottimizzazione e parallelizzazione di codici di Sea-Keeping e Manovrabilità (Dottor A. Di Mascio, Dottor R. Broglia, Dottor R. Muscari, Dottor S. Zaghi): si tratta di codici per lo studio della manovrabilità di una carena al cambiare dei fronti d’onda, delle traiettorie, etc. In questo modo si verificano vari comportamenti del natante nelle diverse situazioni che può incontrare in mare aperto o in approccio ad un bacino.
• Codici level-set (Dottor A. Iafrati) utilizzati per la simulazione del comportamento del-l’interfaccia fluido aria, importante nelle situazioni in cui la produzione di bolle causa rumore o perdita di efficienza dell’elica.
• Sviluppo e parallelizzazione di codici SPH (Dottor A. Colagrossi, Dottor S. Marrone) per la simulazione della creazione e della rottura di onde da parte della prora, necessaria per quan-tificare l’attrito generato e la stabilità della nave in funzione del fronte d’onda incidente. Nell’ambito di queste attività, il CNR-INSEAN nel 2009 ha aggiunto al cluster Matrix 48 nodi biprocessore AMD quad-core di sua proprietà, per un totale di 384 core, aumentando di circa il 20% le risorse di calcolo del sistema. Questa potenza di calcolo permette all’Istituto di si-mulare flussi idronavali su griglie fino a 10 milioni di elementi.
Risultati
I codici sviluppati nell’am-bito della collaborazione con il CNR-INSEAN sono attual-mente utilizzati per progetti nazionali ed internazionali di Idrodinamica Navale, come DALIDA e SUBMOTION II (fi-nanziati dalla European De-fence Angency e dalla Marina Militare Italiana) e NICOP-Ca-tamarans (finanziato dall’Office of Naval Research, USA), ed i lavori svolti sono stati oggetto di svariate pubblicazioni e presentazioni in contesti internazionali, suscitando vasto interesse.
Bibliografia essenziale
Broglia, R., Iafrati, A. (2010). Hydrodynamics of Planing Hulls in Asymmetric Conditions. Proc. of 28th
Symposium on Naval Hydrodynamics, Pasadena, California, 12-17 September.
Durante, D., Broglia, R., Muscari, R., Di Mascio, A. (2010). Numerical simulations of a turning circle
manoeuvre for a fully appended hull. Proc. of 28th Symposium on Naval Hydrodynamics, Pasadena,
California, 12-17 September.
Broglia, R., Zaghi, S., Di Mascio, A. (2010). Experimental and numerical investigations on fast cata-marans interference effects. Journal of Hydrodynamics, Volume 22, Issue 5, Supplement 1, 545-549, October 2010.
Broglia, R., Zaghi, S., Di Mascio, A. (2010). Numerical Simulation of Interference Effects for a High-Speed Catamaran. Submitted to Journal of Marine Science and Technology.
Zaghi, S., Broglia, R., Di Mascio, A. (2011). Experimental and numerical analysis of separation length effects on interference for a fast catamaran. Submitted to Ocean Engineering.
Broglia, R., Di Mascio, A., Amati, G. (2007). Development of a parallel unsteady RANS solver on multi-block dynamical overset grids. Proc. of NSH9 International Conference.
