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agosto 2017
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Nel passato, il progetto di un’imbarcazione era principalmente basata sull’esperienza dell’architetto navale e del maestro d’ascia e raramente venivano effettuate delle campagne sperimentali per ottenere misurazioni utili alla progettazione stessa.Con l’evoluzione delle tecnologie, l’esperienza maturata da anni di lavoro sul campo iniziava ad essere affiancata da prove sperimentali per comprendere i fenomeni di idrodinamica ed aerodinamica di imbarcazioni. Un pioniere delle campagne sperimentali in vasca navale fu William Froude.Nel 1874 dimostrò che nelle prove in vasca navale in scala modello non era possibile simulare correttamente il medesimo numero di Froude (Fr), che definisce il rapporto tra forze di inerzia e forze gravitazionali, ed il medesimo numero di Reynolds (Re) il quale definisce il rapporto tra forze inerziali e viscose. Ad oggi ed in via generale, nella sperimentazione in vasca navale si preferisce utilizzare modelli scalati tali da mantenere costante il numero di Fr.Solo nel XX secolo, la progettazione navale ha iniziato ad usufruire nuovi criteri progettuali rigorosi, partendo dai risultati delle indagini sperimentali condotte da William Froude, successivamente, ai risultati degli studi matematici di J.H. Mitchell (1898) e dei suoi successori recenti D.Savitsky (1944).

 La storia della ricerca in Idrodinamica Computazionale è da sempre legata allo sviluppo dei computers. Oggi i metodi basati su di un massiccio trattamento numerico dei problemi teorici hanno soppiantato ormai i metodi analitici, più eleganti ma meno generali, sviluppati nel corso della prima metà di questo secolo.

Nel corso degli anni, le tecniche numeriche e l’aumento delle capacità di calcolo dei moderni personal computer ha portato alla nascita di codici di calcolo molto più complessi; tali codici sono in grado di approssimare le equazioni della fluidodinamica moderna e di conseguenza possono permettere di simulare il comportamento completo di un’imbarcazione.

Lo scopo di questa dispensa è quello di fornire una introduzione alla fluidodinamica numerica e alle varie tecniche CFD utilizzate a supporto della progettazione nautica.

Inoltre verranno spiegate non sole le basi matematiche su cui si fonda la CFD, ma anche le possibili applicazioni utili allo lo yacht designer per poter ottimizzare il processo di progettazzione, riuscendo a studiare e prevedere fenomeni di varia natura e fisica, legati alla navigazione degli scafi, non prevedibili in passato se non durante delle prove in vasca o nella peggiore delle ipotesi a barca ultimata ed in acqua.