Laboratorio di Meccanica Computazionale "Agostino Antonio Cannarozzi" - LAMC

Di cosa si occupa il laboratorio

Il LAMC sostiene l'attività di ricerca, di base e applicata, nell'ambito della Meccanica computazionale. L'attività è rivolta allo sviluppo e all’applicazione di modelli teorici, metodi numerici (ad esempio metodo degli elementi finiti, metodo dei volumi finiti, metodo degli elementi virtuali) e tecniche computazionali per la soluzione di problemi di Ingegneria. 

Gli indirizzi di ricerca coinvolgono diverse tematiche relative alla Meccanica dei solidi, delle strutture e dei fluidi con particolare riferimento agli aspetti computazionali. In questo contesto tematico, le principali linee di ricerca recenti riguardano la modellazione numerica, la simulazione e l’analisi di: 

• strutture in muratura e monumenti storici; 
• degrado ambientale in materiali porosi e strutture murarie; 
• azione del vento sulle strutture; 
• travi in parete sottile; 
• processi produttivi di manufatti in materiali ceramici. 

Il LAMC partecipa attivamente a convenzioni e progetti di ricerca in collaborazione con altri gruppi e soggetti pubblici e privati. Vedi sotto per una descrizione dettagliata delle linee di ricerca. 

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Se sei un'impresa, un ente pubblico o privato, contattaci: elaboreremo insieme un piano di progetto per le tue esigenze. Inoltre puoi partecipare alle attività del LAMC collaborando ai programmi di ricerca in corso o sponsorizzando progetti di ricerca di tuo interesse.

Conosci nel dettaglio la ricerca del Laboratorio

Strutture in muratura e monumenti storici 

 Attraverso l'integrazione di competenze ingegneristiche e simulazioni numeriche, lavoriamo per fornire nuove soluzioni per l’analisi strutturale e la conservazione del patrimonio edilizio storico, valutando l’efficacia di possibili interventi di rinforzo. Le competenze spaziano dalla generazione automatica di modelli agli elementi finiti a partire da rilievi con nuvole di punti, all’analisi strutturale di complessi monumentali (analisi di stabilità e analisi sismica), fino allo studio dell’effetto della tessitura muraria e dei dettagli costruttivi sulla risposta meccanica dei pannelli murari e delle strutture nel loro insieme, anche in presenza di sistemi di rinforzo. In Figura 1: rilievo laser scanner della Rocca di San Felice sul Panaro (MO), modello agli elementi finiti generato dalla nuvola di punti e confronto del quadro fessurativo simulato con i danni subiti nel terremoto dell’Emilia del 2012.

Figura 1: Dal rilievo laser scanner al modello agli elementi finiti: quadro fessurativo simulato col modello numerico e danno rilevato in seguito al terremoto. 

Degrado ambientale in materiali porosi e strutture murarie 

La risalita di umidità e la cristallizzazione di sali in materiali porosi e strutture murarie sono tra le principali cause di degrado ambientale. In particolare, la cristallizzazione dei sali generalmente produce danneggiamento meccanico che può giungere fino alla disgregazione locale dei materiali. Questo fenomeno può compromettere la stabilità strutturale di monumenti storici e paramenti murari, ed influire negativamente sulla loro integrità a lungo termine. 

Tramite lo sviluppo di modelli multifase innovativi e la formulazione di approcci multi-scala con cui condurre simulazioni numeriche multiphysics (Figura 2), forniamo nuovi strumenti che aiutino a comprendere i meccanismi alla base del degrado ambientale in materiali porosi e strutture murarie, utili per il supporto alla progettazione di interventi e strategie di mitigazione atti a preservare l'integrità di monumenti storici e paramenti murari.

Figura 2: Risalita di umidità e cristallizzazione di sali in una parete in muratura: confronto tra prova sperimentale e simulazione numerica.

Azione del vento sulle strutture 

L'Ingegneria del Vento Computazionale utilizza simulazioni numeriche basate sulla Fluidodinamica Computazionale (CFD) per studiare il comportamento del flusso dell'aria attorno a oggetti complessi. Questa metodologia fornisce una comprensione dettagliata delle forze aerodinamiche, consentendo la progettazione e l'ottimizzazione di strutture in grado di resistere efficacemente alle sollecitazioni del vento. Attraverso l'analisi CFD, gli ingegneri possono valutare le prestazioni di edifici, ponti e altre infrastrutture, contribuendo a prevenire danni strutturali. In Figura 3 si riporta a titolo esemplificativo lo studio effettuato per la stima delle forze indotte dal vento per la progettazione di una nuova copertura per lo stadio Dall’Ara di Bologna.

Visita il sito dedicato all’Ingegneria del Vento Computazionale

Figura 3: Simulazione dell'effetto del vento effettuata per la progettazione della copertura per lo stadio Dall'Ara.

Travi in parete sottile

La modellazione numerica delle travi in parete sottile presso il nostro laboratorio si avvale di metodi avanzati, come la Generalized Beam Theory (GBT), per simulare con precisione sollecitazioni e deformazioni (Figura 4). Sviluppiamo tecniche innovative basate su GBT per l’analisi di strutture leggere, migliorando la valutazione delle prestazioni strutturali con un approccio computazionale all'avanguardia. 

Figura 4: Modellazione di una trave in parete sottile mediante GBT.

Processi produttivi di manufatti in materiali ceramici 

La simulazione numerica della compattazione degli atomizzati consente di analizzare le interazioni delle particelle durante la pressatura, contribuendo a migliorare l'efficienza e la qualità nella produzione delle lastre ceramiche. Analogamente, per quando riguarda elementi ceramici ottenuti mediante formatura, le simulazioni numeriche possono simulare le fasi di essiccatura e cottura (Figura 5), consentendo di prevedere la forma del prodotto finito a partire da quello dello stampo utilizzato.  

Figura 5: Esempio di studi condotti per caratterizzare la compattazione di atomizzati e per predire la forma del sanitario alla fine del processo produttivo.

Come raggiungerci

LAMC - Laboratorio di Meccanica Computazionale "Agostino Antonio Cannarozzi"

Viale del Risorgimento 2, 40136 Bologna (Piano terra)

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