Simulazione numerica diretta di strati limite multifase a sviluppo temporale

I meccanismi di interazione tra flusso turbolento e superficie libera rimangono, ad oggi, solo parzialmente compresi. La deformazione della superficie indotta dal flusso può infatti retroagire sul campo di moto, modificandone in modo significativo la dinamica. Nonostante l’importanza del fenomeno in numerosi contesti applicativi, tra cui l’oceanografia, l’ingegneria navale, l’ingegneria offshore e la meteorologia, le conoscenze attuali derivano in larga parte da studi sperimentali, modelli teorici semi-empirici o da un numero limitato di simulazioni numeriche dirette in configurazioni fortemente semplificate, nelle quali il moto ondoso viene imposto come condizione al contorno anziché essere risolto dinamicamente. Solo in anni recenti sono stati pubblicati i primi risultati ottenuti mediante simulazioni completamente accoppiate, capaci di risolvere simultaneamente la dinamica turbolenta del flusso e l’evoluzione della superficie libera. Tali simulazioni, tuttavia, sono state condotte quasi esclusivamente in domini idealizzati di tipo a canale piano, una configurazione che limita alcune delle caratteristiche proprie della turbolenza. L’obiettivo del presente lavoro è estendere l’approccio di simulazione numerica diretta (DNS) allo studio delle interazioni tra flusso turbolento e superficie libera in una configurazione di strato limite a sviluppo temporale. Per quanto a conoscenza dell’autore, tale configurazione non risulta ancora documentata in letteratura.