Studio e modellazione di un sistema di regolazione termo-fluidica di precisione per il test di componenti aeronautici

The purpose of this work is the conception, development, and definition of a fluid thermal-regulation system for aeronautical applications. Starting from an initial logical scheme, the study proceeds to the definition of the system architecture and commercial off-the-shelf (COTS) components, and to the modeling both analytical and lumped-parameter of system behavior under the various regimes required by the test cycles. With this in mind, the initial objective was to develop an Excel model to obtain a qualitative estimate and an overall view of the relevant quantities. From an almost zero starting knowledge of both the software and applied fluid dynamics, the work progressed to implementing the model in a more comprehensive simulation environment, Simulink, in order to verify its operation and compare its results with those from the spreadsheet. Once the results proved comparable, the model was progressively enhanced by introducing additional operating modes, extra components, and a more realistic representation of the physics and parameters aspects not manageable in Excel. The outcome is a dynamic model that not only provides a consistent description of the system but can also serve as a basis for future simulations and to support design decisions during product development.

Scopo dell’elaborato è la concezione, lo sviluppo e il dimensionamento di un sistema di termoregolazione per fluidi in ambito aeronautico. Dallo schema logico iniziale si è giunti alla definizione dell’architettura e della componentistica di mercato, fino alla modellazione analitica e a parametri concentrati del comportamento nei diversi regimi previsti dalle cicliche di test. In quest’ottica, l’obiettivo iniziale è stato sviluppare un modello in Excel per ottenere una stima qualitativa e una visione d’insieme delle grandezze in gioco. A partire da una conoscenza pressoché nulla sia del software sia della fluidodinamica applicata, il lavoro è poi proseguito con l’implementazione del modello in un ambiente di simulazione più completo e sofisticato, Simulink, al fine di verificarne il funzionamento e confrontarne i risultati con quelli del foglio di calcolo. Una volta riscontrata la comparabilità dei risultati, il modello è stato progressivamente arricchito, introducendo ulteriori modalità di funzionamento, componenti aggiuntivi e una rappresentazione più realistica delle fisiche e dei parametri aspetti non gestibili in Excel. L’esito è un modello dinamico che, oltre a descrivere coerentemente il sistema, può essere adottato come base per le simulazioni future e per supportare le scelte progettuali nella fase di sviluppo del prodotto.