Università di Roma “La Sapienza”
Dipartimento di Meccanica e Aeronautica
http://dma.dma.uniroma1.it/dma/
Presentazione
Il Dipartimento di Meccanica e Aeronautica (DMA) fu
istituito nel 1982, dalla fusione dell’Istituto di Macchine e di
Tecnologie Meccaniche (fondato nel 1950), dell’Istituto di
Aerodinamica (fondato nel 1929), dell’Istituto di Propulsione
Spaziale (fondato nel 1950) e dell’Istituto di Meccanica
Applicata (fondato nel 1965).
Attualmente è collocato in quattro sedi situate presso
l’edificio storico della Facoltà di Ingegneria a San Pietro in
Vincoli. E’ composto da 55 docenti (tre dei quali afferenti alla
Scuola di Ingegneria Aerospaziale) e 16 membri del
personale tecnico-amministrativo e bibliotecario.
Presentazione (2)
Lo scopo istituzionale del DMA è di promuovere e
coordinare le attività di ricerca nei settori della meccanica
teorica e applicata, della fluidodinamica, della propulsione
aerospaziale, delle misure meccaniche e termiche, del
progetto tecnologico e nella gestione delle macchine e degli
impianti industriali.
I docenti del DMA svolgono principalmente la loro attività
nei corsi di Laurea in Ingegneria Meccanica (sia per la sede di
Roma che per quella di Latina), Aerospaziale, Energetica,
Gestionale, Clinica ed in quello di Ingegneria Astronautica
(Scuola di Ingegneria Aerospaziale).
Presentazione (3)
Il DMA è sede amministrativa dei Corsi di Dottorato in
“Meccanica Teorica e Applicata” e in “Ingegneria della
Produzione Industriale”, è sede consorziata del Corso di
Dottorato in “Misure Meccaniche per l’Ingegneria” e
partecipa alle attività dei Corsi di Dottorato in “Energetica” e
in “Tecnologia Aeronautica e Spaziale”.
Il DMA inoltre amministra le attività dei corsi di Master
Universitario di 2° livello in "Sistemi di Trasporto Spaziale",
“Ingegneria e Gestione della Qualità”, “Efficienza Energetica
e Fonti Rinnovabili”, “Management dell’Energia e
dell’Ambiente” e “Gestione dell’Aviazione Civile”.
Attività di ricerca
L’attività di ricerca del Dipartimento è suddivisa nelle
seguenti aree scientifiche.
Fluidodinamica
Meccanica del volo
Impianti Industriali e Operations Management
Sistemi di Potenza e Macchine Termo-Idrauliche
Meccanica Applicata
Misure Meccaniche e Termiche
Tecnologia Meccanica
Costruzioni Meccaniche
Propulsione Aerospaziale
Fluidodinamica e Meccanica del volo
Chimica aero-termica per il rientro del flusso; dinamica dei sistemi biologici e molecolari;
studio dei flussi non stazionari di tipo biomedico; aerotemodinamica e aeroacustica
computazionale; Direct Numerical Simulation (DNS) e Large Eddy Simulation (LES) per la
fluidodinamica della turbolenza in condotte e in canali; studio sperimentale e numerico
sulla turbolenza nella combustione; esperimenti sui fluidi con uso di tecniche ottiche quali
Laser Doppler Anemometry (LDA), Particle image Velocimetry (PIV), Laser Induced
Fluoroscence (LIF); gasdinamica e termodinamica dei propellenti solidi dei razzi; tecniche di
simulazione LES e DES per fluidi compressibili; idrodinamica navale; simulazione numerica
della non stazionarietà delle interazioni delle onde d’urto agli strati limite; flussi di gas
rarefatti in mezzi fibrosi e porosi; tecniche di shock-fitting per reticoli non strutturati nelle
interazione delle onde d’urto; stazionarietà dei fluidi incompressibili; propulsione dei getti
turbolenti: condizioni iniziali e dipendenza dal numero di Reynolds; vorticità di emissione e
forze; turbolenza alle pareti; sviluppo e implementazione di leggi di controllo con tecniche
di prototipazione rapida; guida e controllo di veicoli pilotati in remoto; tecniche di sistema
per l’identificazione e la riconfigurazione in controllo retroattivo dei guasti; identificazione
dei conflitti nella gestione del traffico aereo (Air Traffic Management ATM) e pianificazione
delle traiettorie per l’elusione degli ostacoli e la risoluzione dei conflitti; simulazione in
real-time e hardware-in-the-loop per la validazione del controllo di sistema e/o la
valutazione delle qualità delle manovre.
Impianti Industriali e Operations Management
Gestione delle aziende e delle organizzazioni (strategia di business; gestione e valutazione
dell’innovazione; strutture organizzative e modelli di gestione industriali e sistemi di servizi;
total quality management;gestione del rischio e benchmarking delle strategie: modelli e
processi; sistemi di gestione per la qualità, l’ambiente, la sicurezza e la responsabilità delle
aziende; gestione della conformità; knowledge management e sistemi informativi;
valutazione economica, finanziaria e dei costi-benefici). Supply chain management (analisi
di fattibilità e progettazione dei sistemi logistici-produttivi; strategia dell’integrazione tra
client e fornitori; pianificazione integrata degli acquisti, della produzione, distribuzione
vendita; analisi delle prestazioni della supply chain). Progettazione dei sistemi di
produzione e operations managenent (analisi e previsione del mercato; definizione del
prodotto misto e strategia della produzione; progettazione preliminare del prodotto e del
processo, scelta make or buy; allocazione ed equilibrio delle risorse e sistemi di
produzione; localizzazione e configurazione del layout degli impianti e delle risorse;
pianificazione e scheduling della produzione; gestione dei materiali e del magazzino;
manutenzione, sicurezza e affidabilità considerati con l’approccio del Total Productive
Maintenance; produzione snella, sei sigma e just in time; analisi della redditività, delle
prestazioni e dell’impatto strategico con riferimento a schemi finanziari nazionali e
internazionali).
Sistemi di Potenza e Macchine Termo-Idrauliche
Metodo avanzato variazionale a sotto-griglia per flussi compressibili e incompressibili;
applicazione dell’intelligenza artificiale alla progettazione dei sistemi termici; convertitori
catalitici per automobili; sistemi CHP; combustione e trasmissione di calore: turbine a gas,
combustori e bruciatori a biomasse, efficienza energetica; ottimizzazione e simulazione dei
sistemi di potenza energetica; salvaguardia dell’ambiente; analisi dei componenti e sistemi
energetici; metodologie Lattice-Boltzmann per la simulazione di flussi complessi nei
distributori delle turbine, condotti di efflusso e negli stadi delle palettature; progettazione
delle prestazioni di turbomacchine in cascata, con particolare riguardo agli effetti di
formazione di ghiaccio e corrosione; modellizzazione analitica e CFD con campagne
sperimentali; pompe, compressori e giranti, progettazione innovativa e analisi CFD; sistemi
di energie rinnovabili; teoria e progetto di turbomacchine.
Meccanica Applicata
Vibroacustica; metodi energetici nelle vibrazioni; dinamica delle strutture incerte; controllo
vibro-acustico basato su metodi piezo; identificazioni di danni ad affreschi; micro robot con
cedevolezza autoadattante in chirurgia; modellizzazione dell’usura degli utensili da taglio e
caratterizzazione tribologica delle superfici; apparecchiatura innovativa per il controllo delle
vibrazioni e delle onde acustiche; dinamica di materiali nanostrutturati; problemi inversi in
dinamica strutturale.
Misure Meccaniche e Termiche
Sistemi inerziali innovative per la misura della posa e della posizione di corpi rigidi;
piattaforma mobile innovativa per la posturografia dinamica; prove e sviluppo dei sistemi
per la produzione e l’utilizzazione dell’idrogeno sia per uso fisso che per uso
automobilistico; caratterizzazione biomeccanica in vitro dei parametri funzionale delle fibre
muscolari e delle caratteristiche viscoelastiche dei tessuti viventi; apparecchiature ad
ultrasuoni per diagnosi e terapia; caratterizzazione delle proprietà meccaniche dell’osso
trasecolare; acustica, rumore e misura delle vibrazioni in ambito ambientale, della salute, e
della sicurezza con particolare riguardo agli ambienti ospedalieri; misura delle vibrazioni
del braccio e della mano; misura delle vibrazioni dell’intero corpo; Functional Reach come
indice della stabilità posturale; misura e acquisizione per lungo tempo della postura seduta
finalizzata alla riabilitazione di soggetti costretti su sedia a rotelle.
Tecnologia Meccanica
Finitura e superfinitura di parti meccaniche; burattatura; prototipazione rapida; lavorazione
laser; granulazione; lavorazione di materiali compositi.
Costruzioni Meccaniche
CAE e analisi strutturale tramite FEM; analisi strutturali applicate al restauro del patrimonio
culturale; ottimizzazione della progettazione; caratterizzazione delle schiume metalliche
finalizzate all’assorbimento di energia; meccanica sperimentale; tecniche di analisi
dell’immagine per lo studio della forma e delle deformazioni; comportamento meccanico
delle rotaie (analisi sperimentale e numerica).
Propulsione Aerospaziale
Modelli di simulazione per ugelli di flusso; modelli di simulazione per sistemi di
raffreddamento dei razzi; modelli di simulazione per i fenomeni di ablazione nelle
protezioni termiche dei razzi; simulazione numerica della balistica interna dei motori solidi
dei razzi; tecniche di ottimizzazione per applicazioni aerospaziali; simulazioni neurali
applicate a motori aeronautici; cinetica chimica finalizzata allo studio dell’ignizione, fiamme
premiscelate e a fenomeni di diffusione della fiamma; sistemi stocastici non lineari;
tecniche numeriche per la soluzione sistemi di equazioni a derivate parziali (PDE) di tipo
stiff: applicazioni a sistemi di reazione/diffusione e reazione/diffusione/convezione di
fiamme laminari non stazionarie; Large Eddy Simulation applicata alla combustione
supersonica e alla camera di combustione Trapped Vortex; modellizzazione di interazione
turbolenza/combustione/radiazione; modellizzazione e test sperimentali su propulsori
Magneto Plasma Dynamic (MPD); combustione e chimica cinetica; flussi turbolenti
compressibili; problemi di manutenzione nei motori aeronautici; stato reattore a
combustione supersonica e propulsione nucleare; ipersonica.
Attività sperimentali
Laboratori di Fluidodinamica e Meccanica del Volo
Galleria del vento subsonica (raggio: 90cm, velocità massima dell’aria: 50 m/s);
apparecchiatura a getto pulsante per il test di flussi pulsati; galleria a gas rarefatto per
micro apparecchiature; laboratorio per la prototipazione rapida per i sistemi di controllo
del volo e simulazione hardware-in-the-loop in ambiente dSPACE; UAVs completamente
strumentati per test GN&C e validazione di modelli in scala ridotta; attrezzatura PIV con
relativo software (2D e 3D); apparecchiatura con anemometri a filo caldo (1D e 2D);
bilance dinamometriche (da 3 a 6 componenti); simulazione di movimento di modelli di
autoveicoli con movimento del suolo; sistemi di misurazione della pressione e della
velocità del flusso; sistema interferometrico per la misura di campi di temperatura;
attrezzatura per la visualizzazione del flusso (generatore di bolle di elio e fumo).
Laboratorio di Propulsione per propulsori MPD
Laboratorio di macchine e turbomacchine
Tavola ad acqua per la valutazione dell’efflusso con profili alari di turbine; cella motori
(motori a combustione interna ed esterna); macchine a fluido: banco prova per ventilatori
assiali, sistemi micro CHP; elettrolizzatori a idrogeno, banco di test per celle solari e celle a
combustibile; banco di prova microturbine; apparecchiature dimostrative per refrigeratori
pulse-tube; banco prova per macchine criogeniche.
Laboratorio di Progettazione di Macchine e
Meccanica Applicata
Macchina a trazione servo-idraulica MTS (trazione massima 250 kN); macchina di prova
multi assiale (100 kN a trazione, 1000 Nm in torsione); sistemi di immagine digitali per
l’analisi della forma e delle deformazioni (possibilità di acquisizione e post processing);
vibrometro laser scanner (POLYTECH); sistemi di misura per forze e accelerazioni (B&K e
Dytran); compact RIO Real Time controller e sistemi di acquisizione digitali (National
Instruments).
Laboratorio di Misure Meccaniche e Ingegneria Clinica
Sistema di analisi del passo a 8 videocamere (VICON MX), robot per la riabilitazione del
braccio (IMT2) sistema telemetrico EMG (AURION), banco strumentato per test e misura
delle prestazioni di prototipi di celle a combustibile dotato di motore elettrico e
dissipatore, banco di prova per la caratterizzazione funzionale delle fibre muscolari e dei
tessuti biologici viscoelastici; apparecchiatura di test per micro tensioni su campioni
biologici, He-Ne laser e ottiche per interferometria, banco di prova per sonde a ultrasuoni,
Sound Level Meter SVANTEK 945A, Human Vibration Meter SVANTEK 948, sensore
flessibile per mappe di pressione, apparecchiatura potenziometrica per le acquisizioni dello
spostamento del busto, oscilloscopi, multimetri da banco e generatori di forme d’onda
arbitrarie.
Laboratorio di lavorazione dei metalli e
processi produttivi
Tornio di ricerca (10 kW con alimentazione e velocità di taglio controllate e strumentata
con celle di carico dinamiche); trapano di ricerca (1 kW con alimentazione e velocità di
taglio controllate e strumentata con celle di carico dinamiche); buratto sperimentale con
sistema di acquisizione di immagine; buratto industriale; fresatrice a Controllo Numerico
Computerizzato (CNC).