Modellazione e analisi numerica di cisterne per trasporto di liquidi pericolosi

Modellazione e analisi numerica di cisterne per trasporto di liquidi pericolosi, con riferimento alle normative vigenti, ed alla situazione esistente in termini di progettazione e realizzazione.

Studio fluidodinamico della caldaia di un impianto a biomassa

Lo studio ha lo scopo di analizzare la fluidodinamica di una caldaia di un co-inceneritore presente a Widmerpool (Nottingham, UK) costruito dall'azienda "STC Power, s.r.l.". L'obiettivo �� analizzare profili di velocit��, temperatura, densit��, calore scambiato e tempo di residenza lungo il bruciatore del suddetto impianto per valutare la possibilit�� di formazione gas nocivi, come le diossine, durante il processo di combustione. Per la generazione della mesh per le simulazioni fluidodinamiche si sono utilizzati due differenti software: Salome (software open source) e starCCM+ (software con licenza). In particolare sono state prodotte due mesh differenti attraverso Salome. I risultati ottenuti dalle simulazioni con le due mesh sono stati messi a confronto con i risultati prodotti dalla simulazione con la mesh di starCCM+ per provare l'utilizzabilit�� di software open source anche nei casi ingegneristici reali. Nello studio si discusso inizialmente degli inceneritori a biomassa in maniera generale per poi concentrarsi sulle possibili emissioni che possono essere prodotte da un impianto di questo tipo e sui sistemi di controllo della combustione e abbattimento dei fumi. Si �� descritto successivamente l'impianto analizzato e le condizioni di funzionamento analizzate. Sono stati descritti inoltre il metodo di costruzione delle tre diverse meshes, il solutore utilizzato e come sono state impostate le condizioni a contorno. Infine sono stati riportati i risultati e le conclusioni che hanno riportato una temperatura adatta all'abbattimento degli NOx alla'altezza dell'SNCR, tempi di residenza medi conformi con le normative e profili di temperature e velocit�� corrispondenti a quelle aspettate dalla caldaia. Infine si sono analizzate le differenze tra i risultati ottenuti dalle tre simulazioni con le diverse meshes.

Valutazione della applicazione del ciclo Miller a motori a benzina ad iniezione diretta ad alta potenza specifica

Negli ultimi decenni nuove e sempre pi�� restrittive normative antiinquinamento son state introdotte nei paesi maggiormente industrializzati dettando un aumento degli sforzi progettuali imposti all���industria automobilistica per cercare di contenere l���impatto ambientale esercitato dai motori a combustione interna. E��� evidente quindi l���importanza di possedere una profonda conoscenza dei fenomeni fisici e chimici che influenzano i processi di combustione cos�� come avere a disposizione modelli quanto pi�� accurati per la loro corretta rappresentazione tramite CFD. Per i motori ad accensione comandata gli studi si sono focalizzati sulla ricerca dell���efficienza evitando di incorrere in rischi di detonazione. Numerose sono le tecnologie che permettono di assolvere alle funzioni richieste, tra le pi�� affermate vi sono i sistemi a fasatura variabile, in particolare le strategie che prendono il nome di ciclo Miller. Tale sistema, implementabile facilmente senza l���utilizzo di alcun sistema aggiuntivo, permette di ridurre sensibilmente temperature e pressioni in camera. Il seguente lavoro di tesi studier��, attraverso simulazione numerica tridimensionale condotta con software CONVERGE��, gli aspetti fisici e fluidodinamici indotti dalle diverse strategie REF, EIVC e LIVC applicate ad un motore GDI con tecnologia downsizing e turbocharging (modellato in ambiente CAD, tramite PTC CREO��). Successivamente, allo stesso motore, saranno apportate modifiche progettuali con lo scopo di comprendere in che modo un aumento di un punto del rapporto di compressione, che equivale a spostarsi verso zone a prestazioni pi�� elevate, impatti sull���entit�� di pressione, temperatura e comportamento fluidodinamico e fisico a pari condizioni operative e di alzata. L���analisi ed il confronto con gli altri casi sancir�� se questa nuova configurazione possa essere accettabile o rischiosa ai fini della detonazione.

Comparazione performance di un'applicazione enterprise basata su service mesh

Ultimamente si stanno sviluppando tecnologie per rendere pi�� efficiente la virtualizzazione a livello di sistema operativo, tra cui si cita la suite Docker, che permette di gestire processi come se fossero macchine virtuali. Inoltre i meccanismi di clustering, come Kubernetes, permettono di collegare macchine multiple, farle comunicare tra loro e renderle assimilabili ad un server monolitico per l'utente esterno. Il connubio tra virtualizzazione a livello di sistema operativo e clustering permette di costruire server potenti quanto quelli monolitici ma pi�� economici e possono adattarsi meglio alle richieste esterne. Data l'enorme mole di dati e di potenza di calcolo necessaria per gestire le comunicazioni e le interazioni tra utenti e servizi web, molte imprese non possono permettersi investimenti su un server proprietario e la sua manutenzione, perci�� affittano le risorse necessarie che costituiscono il cosiddetto "cloud", cio�� l'insieme di server che le aziende mettono a disposizione dei propri clienti. Il trasferimento dei servizi da macchina fisica a cloud ha modificato la visione che si ha dei servizi stessi, infatti non sono pi�� visti come software monolitici ma come microservizi che interagiscono tra di loro. L'infrastruttura di comunicazione che permette ai microservizi di comunicare �� chiamata service mesh e la sua suddivisione richiama la tecnologia SDN. �� stato studiato il comportamento del software di service mesh Istio installato in un cluster Kubernetes. Sono state raccolte metriche su memoria occupata, CPU utilizzata, pacchetti trasmessi ed eventuali errori e infine latenza per confrontarle a quelle ottenute da un cluster su cui non �� stato installato Istio. Lo studio dimostra che, in un cluster rivolto all'uso in produzione, la service mesh offerta da Istio fornisce molti strumenti per il controllo della rete a scapito di una richiesta leggermente pi�� alta di risorse hardware.

Analisi dinamica e verifica di un prototipo di macchina automatica per la realizzazione di batterie

Lo scopo di questa tesi �� quello di verificare il corretto dimensionamento dei cuscinetti e delle guide lineari di un gruppo all���interno di una macchina automatica brevettata e realizzata da Manz Srl, azienda in collaborazione con la quale �� stato svolto il progetto. La macchina automatica in esame �� parte di una linea di produzione di batterie rettangolari a partire da nastri di materia prima e impiega l���innovativo processo di wound stacking. Per eseguire la verifica dei componenti �� stato necessario effettuare una simulazione dinamica con il software MSC Adams, grazie al quale si sono potute calcolare le reazioni vincolari. In parallelo al modello Adams, �� stato realizzato anche un modello MATLAB, con cui poter confrontare i risultati del software multibody per validarli. Stabiliti i periodi previsti di manutenzione della linea e un coefficiente di sicurezza richiesto, si sono individuati i componenti che non rispettavano le specifiche dei progettisti. Alla fine della tesi si propongono anche delle soluzioni per la sostituzione di alcuni componenti.

La modellazione dell���impatto della rete di distribuzione idrica sulla qualita��� dell���acqua nel Water Safety Plan ��� Applicazione alla citta��� di Cesena

Lo studio ha indagato l���impatto delle reti di distribuzione idrica sulla qualit�� dell���acqua ed il supporto che in questo ambito possono fornire i modelli numerici nella redazione dei Piani di Sicurezza delle Acque (PSA) o Water Safety Plan (WSP). In una prima fase, esso �� stato analizzato prendendo atto del percorso normativo europeo e nazionale e delle linee guida fornite dall���Organizzazione Mondiale di Sanit�� (OMS) e dall���Istituto Superiore di Sanit�� (ISS) che hanno portato i Piani di Sicurezza delle Acque nell���ambito del controllo delle acque potabili, tenendo conto, anche, dei vari soggetti coinvolti e delle problematiche generate dai cambiamenti climatici. In una seconda fase, si �� analizzato il caso studio della rete di distribuzione idrica della citt�� di Cesena, fornito dal gestore HERA S.p.A., modellando la qualit�� dell���acqua attraverso il programma EPANET 2.2. Questa analisi �� stata sviluppata successivamente alla calibrazione del modello idraulico. Per gli aspetti che richiedono una georeferenziazione �� stato utilizzato il programma open source QGIS, mentre per le analisi dei dati e le elaborazioni statistiche relative al campionamento del cloro residuo e delle portate immesse dalle fonti idriche �� stato utilizzato il linguaggio R. E' stato quindi possibile creare mappe georeferenziate per diversi momenti della giornata del tempo di permanenza dell'acqua nella rete di distribuzione, delle concentrazioni di cloro residuo dell'acqua prelevata dagli utenti e analizzare il ruolo dei serbatoi di compenso.

Caratterizzazione mediante flussaggio stazionario CFD di condotti di motori a combustione interna 'SACI'

In questo lavoro di tesi si �� voluta creare una metodologia solida per la generazione di geome-trie banchi di flussaggio stazionario, sia per Tumble che per Swirl, a varie alzate valvole (in questo caso solo aspirazione, ma estendibile anche a quelle di scarico), avvalendosi del soft-ware SALOME; seguite da creazione griglia di calcolo e infine simulazione in ambiente Open-FOAM. Per prima cosa si �� importata la geometria creata in un CAD esterno e importata in SALOME in formato STEP. A seguito si sono posizionate le valvole all���alzata da simulare, insieme alla creazione del falso cilindro, diversificato tra il caso Tumble e Swirl. Si �� importato il file del banco di flussaggio, in formato STL, in snappyHexMesh e generata la griglia; questa �� stata utilizzata per la simulazione in ambiente OpenFOAM, utilizzando l���utility rhoPorousSimpleFoam. Infine, si sono estratti i dati per il calcolo di grandezze utili, coppia di Tumble/Swirl e portata in massa, oltre alla creazione di immagini di visualizzazione campi di moto, utilizzando il post processore ParaView. In parallelo si �� sviluppata l���automatizzazione delle varie fasi servendosi sia di script scritti in python che in bash.

L'indice di resilienza per la valutazione delle prestazioni di una rete di distribuzione idrica

Nel seguente lavoro di tesi, l���analisi dell���efficienza idraulica �� stata condotta sulla base dei tradizionali parametri di simulazione di una rete idrica, come carichi idraulici ai nodi e portate erogate, ma sfruttando l���ausilio di un indice di performance di rete sintetico e globale, ovvero l���Indice di resilienza, introdotto da Todini (2000; 2016). Infatti, tale indice, rientrando tra i parametri con cui valutare lo stato complessivo di ���benessere idraulico��� di una rete, ha il vantaggio di poter fungere da criterio di selezione di eventuali interventi migliorativi da operare sulla rete stessa. L���analisi si �� concentrata sull���utilizzo dell���Indice di resilienza come strumento per la misura delle prestazioni di una rete di distribuzione idrica semplificata, utilizzata come caso studio: per far ci��, si sono messi a confronto i risultati relativi a diversi scenari, ottenuti simulando la rottura in successione delle tubazioni della rete, oppure ipotizzando incrementi di richiesta idrica ai nodi. In generale, i risultati delle simulazioni idrauliche, effettuate con l���ausilio combinato dei software di calcolo EPANET 2.2 e Matlab, hanno mostrato che la resilienza pu�� essere utilizzata per quantificare la robustezza di una rete idrica, presentando forti correlazioni con le pressioni ai nodi. Durante il corso di queste analisi, si �� anche voluto mostrare lo sviluppo analitico subito nel tempo dalla formula dell���Indice di resilienza, della quale in principio era stata proposta una formulazione pensata per l���approccio Demand Driven, poi estesa all���approccio di modellazione Pressure Driven. L���intento finale dell���elaborato �� stato quello di capire tramite quali mezzi poter migliorare la resilienza del sistema in esame: �� emerso che la soluzione ottimale �� quella di sfruttare gli effetti benefici derivanti dall���azione combinata della sostituzione dei diametri e del risparmio idrico derivante dalla riduzione delle perdite idriche e degli sprechi nei consumi idropotabili.

Generare con transformer lineare spiegazioni di concept set medicali costituiti da termini correlati estratti da social post di pazienti

Le malattie rare pongono diversi scogli ai pazienti, ai loro familiari e ai sanitari. Uno fra questi �� la mancanza di informazione che deriva dall'assenza di fonti sicure e semplici da consultare su aspetti dell'esperienza del paziente. Il lavoro presentato ha lo scopo di generare da set termini correlati semanticamente, delle frasi che abbiamo la capacit�� di spiegare il legame fra di essi e aggiungere informazioni utili e veritiere in un linguaggio semplice e comprensibile. Il problema affrontato oggigiorno non �� ben documentato in letteratura e rappresenta una sfida interessante si per complessit�� che per mancanza di dataset per l'addestramento. Questo tipo di task, come altri di NLP, �� affrontabile solo con modelli sempre pi�� potenti ma che richiedono risorse sempre pi�� elevate. Per questo motivo, �� stato utilizzato il meccanismo di recente pubblicazione del Performer, dimostrando di riuscire a mantenere uno stesso grado di accuratezza e di qualit�� delle frasi prodotte, con una parallela riduzione delle risorse utilizzate. Ci�� apre la strada all'utilizzo delle reti neurali pi�� recenti anche senza avere i centri di calcolo delle multinazionali. Il modello proposto dunque �� in grado di generare frasi che illustrano le relazioni semantiche di termini estratti da un mole di documenti testuali, permettendo di generare dei riassunti dell'informazione e della conoscenza estratta da essi e renderla facilmente accessibile e comprensibile al pazienti o a persone non esperte.

Modellazione del trattamento a fanghi attivi del depuratore Ponte Metauro di Fano ed indicazioni gestionali per la riduzione dei consumi di energia.

Lo scopo del presente studio �� quello di modellare il processo di trattamento delle acque reflue dell���impianto a fanghi attivi Ponte Metauro di Fano. In particolare, si �� posta l���attenzione sulle fasi di trattamento secondario, agendo sui parametri che regolano tali processi e simulando il funzionamento ottimale dell���impianto attraverso il programma di modellazione STOAT. Oltre a modellare l���impianto, �� stato anche fatto uno studio per cercare di risparmiare i consumi di energia e reagenti. La prima fase quindi �� stata incentrata sulla modellazione dell���impianto, soprattutto per i trattamenti secondari, con varie simulazioni per poi arrivare ad avere una rappresentazione corretta del fenomeno che avviene nella realt��. La seconda fase invece �� stata incentrata sulla ricerca di un possibile risparmio energetico per ottimizzare i consumi di energia e reagenti all���interno delle vasche.

Analysis of the Mediterranean tropical-like cyclone Numa from a numerical model simulation

I Medicane sono rari cicloni che si sviluppano sul Mar Mediterraneo e presentano caratteristiche dei cicloni tropicali, come la forma a spirale delle bande di nubi, un occhio privo di venti e nubi, venti intensi nella banda che circonda l���occhio e la presenza di un nucleo caldo. Nel presente lavoro, �� stata compiuta un���analisi del Medicane Numa, verificatosi nel novembre del 2017, utilizzando gli output della simulazione del modello RAMS-ISAC. L���obiettivo di questa tesi �� l���identificazione e la descrizione delle caratteristiche tropicali di Numa, focalizzandosi sulla descrizione dei diversi stadi di sviluppo del ciclone. Il sistema di bassa pressione �� stato identificato utilizzando la pressione sul livello del mare, mentre l���anomalia termica e il vento orizzontale hanno permesso una descrizione della struttura del Medicane e del suo nucleo caldo. Un���illustrazione della struttura a spirale delle bande di nubi e dell���occhio �� stata ottenuta con il grafico dei rapporti di mescolanza delle idrometeore di nubi e pioggia. Questi parametri hanno consentito di ricavare il diametro dell���occhio, pari a 75 km, mentre il diametro del Medicane �� risultato 230 km. Numa ha registrato una velocit�� massima del vento in superficie di 20 m/s nella banda adiacente all���occhio del ciclone. Il diagramma di Hart dello spazio delle fasi del ciclone ha confermato la natura simil-tropicale di Numa e ne ha descritto l���evoluzione, identificando la transizione da sistema a caratteri tropicali a sistema ibrido. La traiettoria nello spazio delle fasi ha consentito l���identificazione delle sottofasi dell���evoluzione di Numa, confermate dai grafici dell���evoluzione temporale dei parametri menzionati in precedenza. L���analisi ha mostrato il ruolo cruciale della presenza di una struttura organizzata nel determinare l���intensit�� e la durata delle caratteristiche tropicali. Tutti i parametri hanno evidenziato la simmetria della struttura durante la persistente fase matura di Numa.

Sperimentazione di Deep Metric Loss per Self-Supervised Information Retrieval Systems su CORD19.

Dopo lo sviluppo dei primi casi di Covid-19 in Cina nell���autunno del 2019, ad inizio 2020 l���intero pianeta �� precipitato in una pandemia globale che ha stravolto le nostre vite con conseguenze che non si vivevano dall���influenza spagnola. La grandissima quantit�� di paper scientifici in continua pubblicazione sul coronavirus e virus ad esso affini ha portato alla creazione di un unico dataset dinamico chiamato CORD19 e distribuito gratuitamente. Poter reperire informazioni utili in questa mole di dati ha ulteriormente acceso i riflettori sugli information retrieval systems, capaci di recuperare in maniera rapida ed efficace informazioni preziose rispetto a una domanda dell'utente detta query. Di particolare rilievo �� stata la TREC-COVID Challenge, competizione per lo sviluppo di un sistema di IR addestrato e testato sul dataset CORD19. Il problema principale �� dato dal fatto che la grande mole di documenti �� totalmente non etichettata e risulta dunque impossibile addestrare modelli di reti neurali direttamente su di essi. Per aggirare il problema abbiamo messo a punto nuove soluzioni self-supervised, a cui abbiamo applicato lo stato dell'arte del deep metric learning e dell'NLP. Il deep metric learning, che sta avendo un enorme successo soprattuto nella computer vision, addestra il modello ad "avvicinare" tra loro immagini simili e "allontanare" immagini differenti. Dato che sia le immagini che il testo vengono rappresentati attraverso vettori di numeri reali (embeddings) si possano utilizzare le stesse tecniche per "avvicinare" tra loro elementi testuali pertinenti (e.g. una query e un paragrafo) e "allontanare" elementi non pertinenti. Abbiamo dunque addestrato un modello SciBERT con varie loss, che ad oggi rappresentano lo stato dell'arte del deep metric learning, in maniera completamente self-supervised direttamente e unicamente sul dataset CORD19, valutandolo poi sul set formale TREC-COVID attraverso un sistema di IR e ottenendo risultati interessanti.

Progettazione di sistema di distribuzione a cascata di ingranaggi a bassa emissione sonora per motore ad alte prestazioni

Il progetto �� stato svolto in collaborazione con HPE COXA, azienda modenese dedicata alla progettazione e simulazione di elementi meccanici per il settore automotive. La finalit�� del progetto di tesi presentato �� quella di progettare un sistema di distribuzione motore a cascata di ingranaggi dedicato ed adattato ad un motore termico V8, 4000cc gi�� esistente, cos�� da sostituire l���attuale sistema di distribuzione a catena e rocchetti. La peculiarit�� del meccanismo da progettare �� la bassa emissione sonora, la quale deve essere ottenuta mediante modifiche al profilo della dentatura e ad un corretto dimensionamento del sistema. Per riuscire a soddisfare la richiesta, si utilizzano software di progettazione e simulazione (KissSoft e KissSys) che consentono di studiare la fase di ingranamento delle ruote permettendo di comprenderne il comportamento. Lo studio approfondisce poi tematiche riguardanti la natura delle modifiche effettuate, la resistenza strutturale, la distribuzione delle forze e delle tensioni e la progettazione di un sistema di ancoraggio e lubrificazione che permetta il corretto funzionamento. Il lavoro sar�� completato poi con due appendici, le quali approfondiscono ancora pi�� nel dettaglio alcune delle caratteristiche delle modifiche del profilo di dentature elicoidali, le quali non sono state prese in considerazione per il progetto della distribuzione.

Apprendimento non supervisionato di rappresentazioni e legami di similarit�� tra eventi menzionati nella letteratura biomedica

L'estrazione automatica degli eventi biomedici dalla letteratura scientifica ha catturato un forte interesse nel corso degli ultimi anni, dimostrandosi in grado di riconoscere interazioni complesse e semanticamente ricche espresse all'interno del testo. Purtroppo per��, esistono davvero pochi lavori focalizzati sull'apprendimento di embedding o di metriche di similarit�� per i grafi evento. Questa lacuna lascia le relazioni biologiche scollegate, impedendo l'applicazione di tecniche di machine learning che potrebbero dare un importante contributo al progresso scientifico. Approfittando dei vantaggi delle recenti soluzioni di deep graph kernel e dei language model preaddestrati, proponiamo Deep Divergence Event Graph Kernels (DDEGK), un metodo non supervisionato e induttivo in grado di mappare gli eventi all'interno di uno spazio vettoriale, preservando le loro similarit�� semantiche e strutturali. Diversamente da molti altri sistemi, DDEGK lavora a livello di grafo e non richiede n�� etichette e feature specifiche per un determinato task, n�� corrispondenze note tra i nodi. A questo scopo, la nostra soluzione mette a confronto gli eventi con un piccolo gruppo di eventi prototipo, addestra delle reti di cross-graph attention per andare a individuare i legami di similarit�� tra le coppie di nodi (rafforzando l'interpretabilit��), e impiega dei modelli basati su transformer per la codifica degli attributi continui. Sono stati fatti ampi esperimenti su dieci dataset biomedici. Mostriamo che le nostre rappresentazioni possono essere utilizzate in modo efficace in task quali la classificazione di grafi, clustering e visualizzazione e che, allo stesso tempo, sono in grado di semplificare il task di semantic textual similarity. Risultati empirici dimostrano che DDEGK supera significativamente gli altri modelli che attualmente detengono lo stato dell'arte.

Numerical modelling of axially loaded piled foundations with physical tests validation

L'oggetto della tesi �� la modellazione numerica di pali di fondazione per turbine eoliche in ambiente offshore. Il metodo di modellazione comprende l'interpretazione di prove CPT per l'estrapolazione dei parametri geotecnici del terreno, la creazione di un modello dell'interazione tra struttura e terreno tramite il software agli elementi finiti Abaqus, la sua verifica, l'ottimizzazione dell'estensione del modello del terreno e della mesh e la simulazione numerica del comportamento di pali caricati assialmente in compressione. Grazie al confronto con i risultati di test su modelli fisici, eseguiti nel laboratorio dell'istituto Fraunhofer IWES di Hannover, di tre pali aventi la stessa geometria ma installati in punti con diverse condizioni di compattazione della sabbia, �� stata possibile la messa a punto di una strategia di simulazione pi�� accurata possibile e la sua validazione. A conclusione del lavoro �� stato eseguito un esempio di design di una fondazione jacket per una turbina eolica offshore.