Determinazione di tabelle e correlazioni di velocit�� laminare di fiamma per motori a combustione interna

Negli ultimi anni le preoccupazioni a causa dell���inquinamento ambientale sono risultate sempre maggiori, questo ha portato un sempre pi�� crescente interesse per l���ottimizzazione nella progettazione dei motori a combustione interna per avere un aumento di potenza cercando di utilizzare meno carburante. Sempre pi�� di frequente, al fine di studiare la combustione in modo accurato e ricavarne modelli analitici coerenti con la realt��, ci si rivolge alla simulazione numerica; Tutti i modelli di combustione utilizzati dai solutori CFD richiedono la conoscenza della velocit�� laminare di fiamma, questa gioca un ruolo molto importante nei motori a combustione interna cos�� come in altre applicazioni, come il calcolo dei moti turbolenti. Il calcolo della velocit�� laminare pu�� avvenire attraverso modelli di cinetica chimica dettagliata a fronte di un peso computazionale non indifferente oppure utilizzando meccanismi cinetici ridotti con conseguente perdita di accuratezza. L���obiettivo di questa tesi �� lo studio della velocit�� di fiamma laminare al variare delle principali caratteristiche della miscela focalizzandosi sull���effetto di pressione, temperatura e di eventuali inerti (Acqua ed Egr). Attraverso la cinetica chimica dettagliata e relativo calcolo delle velocit�� delle reazioni di ossidazione sono state definite delle ���look up tables��� il pi�� possibile dettagliate (nonostante il grande peso computazionale) al fine di avere uno strumento facilmente implementabile in solutori CFD. Inoltre, a partire dai dati acquisiti, si �� passati all���analisi delle precedenti correlazioni cercando, nei limiti, di migliorarne e proporne altre per non dover ricorrere all���interpolazione delle mappe.

Analisi Sperimentale delle Prestazioni di Nodi Wireless LoRa in Presenza di Interferente

L���obiettivo dell���Internet of Things (IoT), come suggerisce il nome, �� quello di connettere oggetti (spesso alimentati a batteria) alla rete Internet per poterne avere un controllo da remoto. Lo sviluppo di questa tecnologia prevede la progettazione di dispositivi che abbiano: un basso costo per unit��, una durata della batteria sufficientemente lunga (anche dell���ordine di anni) quindi bassi consumi e la possibilit�� di realizzare un���ampia rete che possa supportare tante unit��. Per questo elaborato �� stata utilizzata la tecnologia LoRa, creata da Semtech. Essa lavora nelle frequenze ISM designate per le varie zone geografiche del mondo, presenta un Livello Fisico personalizzato ispirato alla modulazione CSS e un Livello MAC che si basa sul protocollo ALOHA puro. Lo scopo di questo elaborato �� realizzare delle misure delle prestazioni in ambiente indoor tramite l���utilizzo di due nodi (End Devices) e un gateway. Sono state sviluppate due applicazioni Java per realizzare la comunicazione tra i dispositivi. Le misure sono state realizzate inizialmente con un nodo singolo, per osservarne il tasso di perdita di pacchetti (packet loss rate) e l���attenuazione di potenza sul canale (channel loss). Successivamente sono state inviate trasmissioni da entrambi i nodi, prima separatamente e poi in contemporanea, per valutare l���interferenza tra invii di messaggi con uguali impostazioni nello stesso canale. Per fare ci�� �� stato utilizzato un modello della comunicazione di canale che tiene conto del path loss e dello shadowing log-normale. I risultati hanno mostrato che con un solo nodo si tratta di una tecnologia affidabile. Per quanto riguarda i risultati delle misure con interferente �� emersa una differenza con i valori attesi fino al 20%. Nell���elaborato vengono discussi i risultati ottenuti e possibili sviluppi futuri per questo tipo di sperimentazione.

Sviluppo di un modello numerico per la previsione della diluizione del film di lubrificante sulle pareti dei cilindri di motori

L'evoluzione dei motori ad accensione comandata, a fronte di una richiesta di mini- mizzazione delle emissioni di CO2 e la necessit�� di mantenere un target di potenza e guidabilit�� unitamente a consumi sempre inferiori, ha portato allo sviluppo di motori pi�� piccoli a maggiore densit�� di potenza. Con l'introduzione dei motori downsized, le ridotte dimensioni della camera di combustione in congiunzione alla soluzione dell'iniezione diretta, hanno creato le condizioni per le quali un certo quantitativo di combustibile (e/o acqua nel caso della water injection) va ad impattare a parete interagendo con lo strato di olio lubrificante. Vista l'importanza del lubrificante nel cilindro motore e le conseguenze del suo inquinamento o trasporto sul funzionamento dello stesso, si rende necessario uno studio di dettaglio sul fenomeno dell'impatto. Il seguente lavoro di tesi consiste nello sviluppo di un modello monodimensionale per l'analisi numerica dell'interazione tra due uidi mono o multi componenti, che permetta di stimare la variazione di composizione e l'evoluzione delle grandezze ter- modinamiche del sistema binario valutando le sue possibili condizioni al contorno a seconda dell'applicazione. Ad esempio nel caso della camera di un MCI, le condizioni al contorno del sistema binario possono essere rappresentate dagli scambi con uno strato solido (rappresentativo del cilindro) da una parte e con uno strato gassoso (rappresentativo della miscela in formazione in camera) dall'altro.

Digital design of an EPC Gen2 controller for enhanced RFID tags

This thesis presents an improvement of the long range battery-less UHF RFID platform for sensor applications which is based on the open source Wireless Identification and Sensing Platform (WISP) project. The purpose of this work is to design a digital logic that performs the RFID EPC gen2 protocol communication, is able to acquire information by sensors and provide an accurate estimation of tag location ensuring low energy consumption. This thesis will describe the hardware architecture on which the digital logic was inserted, the Verilog code developed, the methods by which the digital logic was tested and an explorative study of chip synthesis on Cadence.

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.

Dinamica di deformazione e geometria di colate di terra in Argille a Palombini e Argille Varicolori, Appennino Bolognese

Le colate di terra sono dissesti diffusi nelle formazioni argillose presenti nell���Appennino Bolognese e il loro studio �� utile per fini di pianificazione territoriale, potendo valutare i fattori di rischio sito-specifici. In questo lavoro si studiano 15 corpi di frana su diverse scale spaziali e temporali tramite l���osservazione di foto aeree, l���analisi di serie temporali inclinometriche e le descrizioni stratigrafiche dei rispettivi log, corredati da valori di penetrometro tascabile. Grazie a tali strumenti si sono perseguiti diversi obiettivi, valutando analogie e differenze tra le Argille a Palombini e le Argille Varicolori: (i) osservare le modifiche morfologiche dei versanti, integrando l���Archivio storico regionale con nuovi eventi; (ii) comprendere il tipo di deformazione e i relativi tassi, guardando anche alla loro distribuzione spaziale nei corpi di frana; (iii) calcolare le velocit�� di deformazione nel periodo post parossistico; (iv) indagare diverse relazioni geometriche (area-lunghezza, area-larghezza locale e area-profondit�� di rottura), notando che sono legate da relazioni di potenza diretta. I risultati raggiunti mostrano la presenza della superficie di rottura nella zona assiale dei corpi di frana, con velocit�� maggiori rispetto a quelle nelle zone laterali o di deposito, caratterizzate invece da profili con deformazione continua sulla verticale. L���andamento post parossistico delle velocit�� �� decrescente, con qualche eccezione nelle zone di distacco e, in generale, con valori a testa tubo maggiori nelle Argille a Palombini. Si nota, infine, come la rottura avvenga al passaggio tra materiale inalterato e alterato nelle Argille a Palombini, mentre nelle Argille Varicolori si ha scorrimento anche all���interno di materiale inalterato. In entrambe le formazioni si osserva un netto aumento dei valori di penetrometro tascabile in prossimit�� della rottura, facendo della variazione di resistenza del materiale una possibile via preferenziale per lo scorrimento.

Metrological characterization of sensors and instrumentation for distribution grid monitoring and electrical asset diagnostics

The Smart Grid needs a large amount of information to be operated and day by day new information is required to improve the operation performance. It is also fundamental that the available information is reliable and accurate. Therefore, the role of metrology is crucial, especially if applied to the distribution grid monitoring and the electrical assets diagnostics. This dissertation aims at better understanding the sensors and the instrumentation employed by the power system operators in the above-mentioned applications and studying new solutions. Concerning the research on the measurement applied to the electrical asset diagnostics: an innovative drone-based measurement system is proposed for monitoring medium voltage surge arresters. This system is described, and its metrological characterization is presented. On the other hand, the research regarding the measurements applied to the grid monitoring consists of three parts. The first part concerns the metrological characterization of the electronic energy meters��� operation under off-nominal power conditions. Original test procedures have been designed for both frequency and harmonic distortion as influence quantities, aiming at defining realistic scenarios. The second part deals with medium voltage inductive current transformers. An in-depth investigation on their accuracy behavior in presence of harmonic distortion is carried out by applying realistic current waveforms. The accuracy has been evaluated by means of the composite error index and its approximated version. Based on the same test setup, a closed-form expression for the measured current total harmonic distortion uncertainty estimation has been experimentally validated. The metrological characterization of a virtual phasor measurement unit is the subject of the third and last part: first, a calibrator has been designed and the uncertainty associated with its steady-state reference phasor has been evaluated; then this calibrator acted as a reference, and it has been used to characterize the phasor measurement unit implemented within a real-time simulator.

Radiation characteristics enhancement of planar structures using metasurfaces

In this thesis, the focus is on utilizing metasurfaces to improve radiation characteristics of planar structures. The study encompasses various aspects of metasurface applications, including enhancing antenna radiation characteristics and manipulating electromagnetic (EM) waves, such as polarization conversion and anomalous reflection. The thesis introduces the design of a single-port antenna with dual-mode operation, integrating metasurfaces. This antenna serves as the front-end for a next-generation tag, functioning as a position sensor with identification and energy harvesting capabilities. It operates in the lower European Ultra-Wideband (UWB) frequency range for communication/localization and the UHF band for wireless energy reception. The design aims for a low-profile stack-up that remains unaffected by background materials. Researchers worldwide are drawn to metasurfaces due to their EM wave manipulation capabilities. The thesis also demonstrates how a High-Impedance Surface (HIS) can enhance the antenna's versatility through metasurface application, including conformal design using 3D-printing technology, ensuring adaptability for various deformation and tracking/powering scenarios. Additionally, the thesis explores two distinct metasurface applications. One involves designing an angularly stable super-wideband Circular Polarization Converter (CPC) operating from 11 to 35GHz with an impressive relative impedance bandwidth of 104.3%. The CPC shows a stable response even at oblique incidences up to 40 degrees, with a Peak Cross-Polarization Ratio (PCR) exceeding 62% across the entire band. The second application focuses on an Intelligent Reflective Surface (IRS) capable of redirecting incoming waves in unconventional directions. Tunability is achieved through an artificially developed ferroelectric material (HfZrO) and distributed capacitive elements (IDC) to fine-tune impedance and phase responses at the meta-atom level. The IRS demonstrates anomalous reflection for normal incident waves. These innovative applications of metasurfaces offer promising advancements in antenna design, EM wave manipulation, and versatile wireless communication systems.

Progetto DERNetSoft: design e sviluppo di un'app mobile per un futuro pi�� sostenibile

Da anni ormai siamo inconsapevolmente "in guerra" con la natura. Sfruttiamo e sprechiamo risorse naturali senza alcuna considerazione per le conseguenze. Le citt�� sono considerate le principali fonti dei problemi ambientali e la regolamentazione del consumo energetico urbano �� fondamentale per affrontare il cambiamento climatico globale. DERNetSoft Inc, start-up californiana, ha intravisto il problema come un���opportunit�� per creare un proprio business il cui scopo �� quello di contribuire a costruire un futuro a basse emissioni di carbonio, fornendo un servizio tecnologico scalabile e conveniente per consentire la riduzione delle emissioni di gas a effetto serra a livello mondiale. Per farlo vengono utilizzati i concetti di DER Energy e Aggregation Energy. Nel volume di tesi si affrontano e descrivono la progettazione di un���applicazione mobile, multipiattaforma, sviluppata con il framework React Native. L���app sviluppata �� supportata da un���architettura basata su dei micro servizi implementati tramite il cloud di Google. La principale funzionalit�� dell���applicazione sviluppata �� quella di notificare gli utenti di un evento ELRP che, attraverso incentivi economici, promuove la riduzione del consumo energetico durante i periodi di forte stress o emergenza della rete elettrica.

Simulazione CFD di incendio in galleria: confronto tra modello e test in scala reale

Le tecniche di fluidodinamica computazionale vengono utilizzate in numerosi settori dell���ingegneria per risolvere in modo efficiente i problemi di flusso e di termodinamica nei fluidi. Uno di questi settori in cui si �� diffuso l���utilizzo delle tecniche CFD (Computational Fluid Dynamics) �� il settore dell���ingegneria antincendio. Tra i vari software di simulazione presenti, FDS (Fire Dynamics Simulator) �� quello pi�� diffuso nella comunit�� antincendio e utilizzato all���interno della presente analisi. L���elaborato introduce le basi dell���ingegneria antincendio spiegando le varie fasi attraverso il quale passa la metodologia prestazionale, passando poi ad approfondire le dinamiche d���incendio, in particolare nelle gallerie stradali e le tecniche di modellazione termo fluidodinamica degli incendi. L���analisi tratta il confronto tra delle prove d���incendio in scala reale effettuate all���interno di una galleria e le relative simulazioni fluidodinamiche realizzate al fine di verificare la corrispondenza tra la modellazione con software e l���effettiva evoluzione dell���incendio. Nell���analisi verranno confrontati diversi metodi di modellazione, evidenziando i vantaggi e i limiti incontrati nel corso delle simulazioni, confrontandoli al tempo stesso con i risultati ottenuti dai test in scala reale. I modelli ottenuti hanno permesso di estendere le simulazioni a focolari di potenza maggiore al fine di effettuare un���analisi delle prestazioni antincendio della galleria oggetto di studio.

Identificazione dinamica della variazione di rigidezza flessionale in una trave metallica: indagini sperimentali e analisi numeriche

Un danneggiamento in una struttura altera le sue caratteristiche dinamiche quali frequenze naturali, indici di smorzamento e forme modali associate ad ogni frequenza naturale. In particolare, nel caso di travi, una variazione di rigidezza flessionale �� in generale definibile danneggiamento se corrisponde ad una riduzione della stessa; tuttavia, anche un incremento altera i parametri dinamici della struttura. Il presente elaborato investiga l���applicazione del cambiamento nelle curvature modali per identificare un incremento di rigidezza flessionale in una trave metallica semplicemente appoggiata studiata presso il laboratorio LISG dell���Universit�� di Bologna. Utilizzando le differenze centrali, le curvature modali sono state calcolate dalle forme modali ottenute sperimentalmente. Le modalit�� di calcolo utilizzate per identificare le forme modali della trave sono accomunate dall���utilizzo delle funzioni di trasferimento sperimentali ricavate sia dal rapporto tra le trasformate di output ed input, sia facendo uso della densit�� di potenza spettrale (PSD e CPSD). A supporto delle indagini sperimentali e per validare le modalit�� di calcolo utilizzate �� stata modellata tramite elementi finiti una trave semplicemente appoggiata che simula la configurazione iniziale e quella irrigidita localmente in un suo tratto. I risultati numerici condotti validano le modalit�� utilizzate per la determinazione delle forme modali, evidenziando una forte sensibilit�� delle curvature modali all���irrigidimento locale. Come atteso, lato sperimentale le forme modali risultano meno accurate di quelle dedotte dalle esperienze numeriche. I risultati ottenuti evidenziano limiti e potenzialit�� dell���algoritmo di identificazione impiegato.

Studio di fattibilit�� di un sensore autoalimentato per misure di corrente nelle reti filoviarie

Negli ultimi anni vi �� stato un aumento della sensibilit�� in merito alle tematiche ambientali e questo ha riguardato anche il settore della mobilit��, spingendo sempre pi�� verso l���elettrificazione dei trasporti. Una delle possibilit�� per elettrificare i trasporti sono le reti filoviarie. Di quelle gi�� esistenti, per��, la maggior parte �� stata realizzata nel secolo scorso. Inoltre, non vengono effettuate misure per valutare quale sia lo stato del carico sulla rete. In questa tesi si �� valutata la fattibilit�� di realizzazione di un sensore non intrusivo per la misura delle correnti sulle filovie di reti esistenti, al fine di poter ottenere i dati relativi ai flussi di potenza e permettere quindi, in futuro, una migliore gestione della rete. Per effettuare la misura di corrente in modo non invasivo si �� pensato di utilizzare un sensore di campo magnetico stazionario. Per valutare l���intensit�� del campo magnetico, al fine di scegliere il sensore che si confacesse alle caratteristiche dell���applicazione, si �� proceduto a sviluppare diversi modelli per rappresentare i conduttori della filovia. Da queste simulazioni �� stato inoltre possibile valutare quale fosse la posizione pi�� idonea al collocamento del sensore. Per l���alimentazione del sensore, si sono valutate pi�� possibilit�� che permettessero di non ricorrere ad un cablaggio ausiliario, tra cui l���utilizzo di un pannello fotovoltaico eventualmente accoppiato ad una batteria. Per la trasmissione dei dati, sono stati valutati pi�� protocolli e dispositivi di comunicazione per trovare quello che meglio combinasse le necessit�� di trasmissione su distanze medio-lunghe e la necessit�� di minimizzare i consumi energetici. Infine, sono state effettuate prove sperimentali per validare l'affidabilit�� delle misure, ovvero verificare che fosse realmente possibile stimare il valore delle correnti nei conduttori della filovia partendo da una misura di campo magnetico, e se i consumi energetici stimati fossero in linea con quelli reali.

Comunit�� energetiche rinnovabili e gruppi di autoconsumo collettivo: panorama attuale e simulazione tecnico-economica di un gruppo di autoconsumo collettivo

Questo progetto di Tesi si propone come obiettivo la valutazione della convenienza economica ed ambientale di un Gruppo di Autoconsumo Collettivo da fonti rinnovabili. Per fare ci��, �� stata necessaria un���attenta fase di analisi delle normative italiane ed europee attualmente in vigore, in modo da stabilire i requisiti necessari per accedere a questo tipo di configurazione. Successivamente si �� iniziata una simulazione tecnico-economica del progetto. Inizialmente �� stata proposta l���installazione di un impianto fotovoltaico di potenza 48 kWp e ne �� stata calcolata la produzione media annua; in secondo luogo, grazie ai dati forniti dagli attori, �� stato possibile effettuare una stima dei consumi annuali di tutto il Gruppo. Infine, sono stati combinati i dati di produzione e consumo per ricavare le quote di autoconsumo e di energia condivisa. Per concludere, tramite i dati estrapolati in precedenza, �� stata effettuata una analisi economica dell���investimento, dimostrandone la convenienza, a cui �� stata aggiunta una analisi di sensitivit�� per dimostrare la resilienza del progetto verso il cambiamento di alcune ipotesi iniziali.

Progettazione e simulazione di un attacco sniffing su un dispositivo wearable

Oggigiorno, grazie al progresso tecnologico nel settore informatico e alla vasta diffusione dei dispositivi mobili all'interno del mercato mondiale, numerose sono le persone che utilizzando questi prodotti all'interno della vita di tutti giorni e.g. smartphone, smartwatch, smartband, auricolari, tablet, ecc. Per poter utilizzare questi dispositivi, spesso �� necessario l'impiego di applicazioni apposite installate sui cellulari di ultima generazione e collegate ai dispositivi che permettono il controllo, la gestione e la raccolta dei dati relativo all'oggetto in questione. Oltre a facilitare le attivit�� giornaliere, questi programmi, potrebbero causare dei problemi agli utenti a causa della ridotta o mancata sicurezza, poich�� le informazioni personali come credenziali d'accesso, dati salutistici oppure quelli inerenti ai metodi di pagamento possono essere soggetti ad attacchi informatici. Questa tesi consiste nell'elaborazione di un software composto da un'applicazione Android, uno script Batch e dall'uso di programmi di terze parti, per poter effettuare la simulazione di un attacco sniffing in modo da poter intercettare i dati trasmessi, quali credenziali di accesso, OTP, tramite la tecnologia Bluetooth Low Energy.

Effetto di distrattori acustici rispetto a distrattori visivi in un compito di memoria visiva: analisi del segnale EEG

Studi recenti hanno evidenziato cambiamenti nei ritmi alpha (8-12 Hz) e theta (4-8 Hz) in vari processi modulatori top-down e di controllo cognitivo come la memoria di lavoro (WM, working memory) e la soppressione di distrattori. I compiti di WM richiedono attenzione interna sostenuta per dare priorit�� alle informazioni rilevanti a discapito di quelle interferenti che distraggono dall���obiettivo. I meccanismi di attenzione in tali compiti sono associati ad aumento di potenza alpha, che riflette la funzione inibitoria di tale ritmo, in regioni che elaborano informazioni distraenti, e ad aumento di potenza theta, soprattutto in regioni frontali, che riflette funzioni di controllo cognitivo per raggiungere l���obiettivo pur in presenza di interferenze. Questo lavoro �� volto ad indagare gli effetti di distrattori acustici rispetto a distrattori visivi in un compito di visual WM. A tale scopo sono stati acquisiti ed elaborati i segnali EEG di 12 soggetti volontari mentre eseguivano un compito di visual WM, in cui la fase di retention (mantenimento in memoria delle informazioni codificate) veniva interrotta con la presentazione di distrattori di due modalit�� sensoriali differenti (visiva e acustica), per valutare le variazioni dell���attivit�� cerebrale in termini di ritmi alpha e theta e le regioni coinvolte. Si �� osservato un aumento maggiore di potenza alpha (principalmente posteriore) in presenza del distrattore acustico rispetto al visivo sia nella fase pre-distrattore che nella fase distrattore, statisticamente significativo nella fase distrattore. Si �� osservato un aumento maggiore di potenza theta (principalmente frontale) in presenza del distrattore acustico rispetto al visivo in tutte le fasi del task, statisticamente significativo nella fase iniziale di retention e nella fase del distrattore. I risultati potrebbero indicare una maggiore necessit�� di controllo cognitivo e di protezione da stimoli interferenti in caso di distrattore acustico rispetto al visivo.