Simulazione numerica del comportamento fluodinamico di modelli bioispirati alle diatomee

Abstract

Lo studio di tesi qui descritto è volto allo sviluppo di un modello computazionale per caratterizzare il comportamento fluodinamico della struttura interna ad una Diatomea Coscinodiscus, una particolare tipologia di diatomea oggigiorno oggetto di studio, a causa delle interessanti propietà meccaniche strutturali.

La molteplicità di possibili applicazioni, da quelle in campo biomedico a quelle civili ed industriali, ha portato alla necessità di eseguire un’analisi di caratterizzazione del comportamento fluodinamico in funzione di differenti parametri in input.

Le simulazioni, effettuate per mezzo del pacchetto per l’analisi CFD del software ANSYS, hanno permesso di caratterizzare il comportamento fluodinamico della struttura interna della diatomea, che ne costituisce l’involucro nonché la struttura portante, focalizzandosi sugli andamenti di caduta di pressione, con particolare attenzione allo strato più esterno del guscio, il Cribellum, che agisce da strato poroso filtrante.

The thesis study described here aims to develop a computational model to characterize the fluid-dynamic behavior of the internal structure of the Coscinodiscus diatom, a specific type of diatom currently under investigation due to its interesting structural-mechanical properties.

The wide range of potential applications, spanning from biomedical to civil and industrial fields, has necessitated an analysis characterizing its fluid-dynamic behavior in relation to various input parameters.

CFD simulations analysis, performed by using ANSYS software, enabled the characterization of the fluid-dynamic behavior of the diatom's internal structure, which serves as both its casing and load-bearing framework. The study is focused on pressure drop patterns, paying particular attention to the shell's outermost layer, the cribellum, which acts as a porous filtering layer.