Aerotermodinamica, magnetofluidodinamica e dinamica dei plasmi

L’attività è focalizzata sulla simulazione numerica di flussi compressibili, con particolare enfasi sulle miscele di gas ad alta temperatura tipiche del regime di moto ipersonico ricoperto nelle applicazioni aerospaziali (ingresso planetario). In questo ambito, il gruppo studia i modelli fisici per la descrizione del comportamento di flussi ad alta temperatura chimicamente reagenti e sviluppa strumenti di Fluidodinamica Computazionale (CFD) capaci di simulare l’aerotermodinamica di flussi interni ed esterni. Non equilibrio dell’energia interna e chimico, interazioni gas/superficie, riscaldamento radiativo e scambio termico con il materiale a contatto con il fluido possono essere simulate per configurazioni bidimensionali, bidimensionali assialsimmetriche e tridimensionali. Applicazioni tipiche sono l’aerotermodinamica dei veicoli spaziali durante l’ingresso atmosferico ed il progetto e la ricostruzioni di prove sperimentali in impianti ad alta velocità ed alta entalpia.

Un importante sviluppo addizionale dell’attività di ricerca è dedicato allo studio ed alla simulazione numerica di interazioni tra gas ionizzati e campi elettromagnetici. A questo scopo, the equazioni di Maxwell vengono accoppiate alla equazioni della fluidodinamica a diversi livelli di approssimazione. Tipiche applicazioni sono lo studio di scudi termici innovativi per capsule spaziali e la simulazione del controllo elettro-dinamico attraverso scariche a barriera di dielettrico (scariche DBD).

Le attività di ricerca sopra menzionate sono parzialmente finanziate e/o realizzate in collaborazione con l’Agenzia Spaziale Europea (ESA), l’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) , il Centro Italiano per la Ricerca Aerospaziale (CIRA), Thales Alenia Space Italia S.p.A. e vari gruppi di ricerca accademici italiani ed internazionali.