Abstract
Nell'ultimo decennio lo sviluppo di strumenti di simulazione ha portato a significativi progressi nella progettazione basata sulla prototipazione virtuale e la progettazione di sistemi meccanici ne ha beneficiato molto soprattutto per quanto riguarda la riduzione dei costi di sviluppo. Tuttavia, in molte applicazioni, come ad esempio i riduttori ad ingranaggi, la modellazione numerica, soprattutto per quanto riguarda lo studio della lubrificazione mediante modelli fluidodinamici CFD che coinvolgano simulazioni multifase e mesh dinamiche nonché la modellazione della turbolenza sono ancora un fattore limitante che impatta in modo significativo su quelli che sono i tempi di calcolo e la conseguente applicabilità di tali approcci in campo industriale. Il problema maggiore è legato alla gestione delle modifiche topologiche del dominio computazionale durante la rotazione degli ingranaggi. Per questo motivo, è fondamentale avere a disposizione soluzioni accurate ed al contempo efficienti per una corretta valutazione dell'efficacia della lubrificazione. Nel seguito viene presentato un algoritmo automatizzato per la riduzione dell’onere computazionale basato su una gestione smart delle griglie di calcolo e sul concetto di mesh clustering. L'algoritmo si basa sulla creazione di un numero limitato di mesh e la descrizione del dominio che sfrutti la ciclicità della posizione dei denti dell'ingranaggio. Per mostrare il beneficio di questo approccio, si sono simulate diverse condizioni operative che hanno mostrato una drastica riduzione dell’onere computazionale, rendendo questo strumento ideale per lo studio della lubrificazione e dell'efficienza degli ingranaggi anche in campo industriale. La metodologia è stata implementata nel software opensource OpenFOAM®.