Questa attività si focalizza sulla comprensione a livello macroscopico, cioè dell’intero sistema frenante, dell’emissione di particolato, al fine di sviluppare modelli matematici che ne descrivano il comportamento. Partendo da prove sperimentali, l’attività di ricerca mira a sviluppare un modello validato che permetta di prevedere l’emissione prodotta dal sistema frenante in funzione dei parametri di funzionamento rilevanti dal punto di vista della dinamica del veicolo: velocità di avanzamento, pressione di azionamento del freno, momento frenante risultante, temperatura. Il modello validato, potrà essere inserito in un modello complessivo della dinamica del veicolo e permetterà di prevedere le emissioni prodotte da un veicolo e di approfondire le correlazioni con le condizioni di utilizzo (stile di guida, parametri di progetto ecc.). L’attività mira ad estendere il campo di interesse della ricerca condotta a livello di sottosistema sui materiali di attrito (pastiglie, dischi) nella direzione della dinamica del sistema veicolo, sostenibilità ambientale e ruolo dell’utente su un rilevante aspetto dell’inquinamento atmosferico (Figura 1).
La macroattività di riferimento è di tipo pilota interdisciplinare ed in questa si colloca questo progetto, finalizzato alla riduzione delle emissioni da parte dei sistemi frenanti di veicoli (che quindi non comprendono lo scarico). Il WP in oggetto si focalizza sulla modellazione e simulazione del veicolo al fine di approfondire la conoscenza dei meccanismi di produzione di inquinanti da parte dei più comuni sistemi frenanti. Si studiano modelli di tipo macroscopico, che mirano a descrivere il comportamento di emissione di particolato di diverse dimensioni (PM2.5, PM10 ecc.) in relazione alle condizioni di funzionamento del veicolo (intensità di frenata, durata, stile di guida ecc.). I modelli di emissione così sviluppati sono validati mediante dati sperimentali ed utilizzati per integrare i modelli della dinamica del veicolo, in cui le azioni di controllo del guidatore e le condizioni stradali sono simulate. Questo output è quindi strumentale alla comprensione dell’emissione ed allo studio di possibili strategie di riduzione.
Referente: Daniele Bortoluzzi
Gruppo di lavoro:
Ricercatori DII: Francesco Biral, Daniele Bortoluzzi, Stefano Gialanella, Giovanni Straffelini
Ricercatori esterni: Jens Wahlström (Lund University – International co-tutor)
Studenti PhD:
su fondi azione Dip. Eccellenza: Mostafa Rahimi
su altri fondi: Stefano Candeo
Studenti di LM o LT: Yahia El Ourrak (LT)
Partner esterni coinvolti
Istituzioni di ricerca straniere: Lund University (LTH), Department of Mechanical Engineering, Division of Machine Elements
Figura 1: Comprensione, a vari livelli, del sistema frenante.
PhD: Mostafa Rahimi
Argomento: Modeling and simulation of vehicle emissions for the reduction of road traffic pollution.
Data inizio dell’attività: Novembre 2019
Stato di attività, obiettivi e scadenze: la ricerca ha prodotto un’estesa revisione bibliografica e sta affrontando l’analisi dei risultati di prove sperimentali condotte con la strumentazione Mini-dyno per test in condizioni stazionarie di pressione e velocità. Gli obiettivi sono di analizzare i test disponibili e sintetizzare dei risultati preliminari, mentre si realizzano prove sperimentali ad-hoc per la realizzazione del modello matematico stazionario (estate 2021). I passi successivi prevedono di passare a test non stazionari condotti secondo le procedure standard (autunno 2021) e sintetizzare i risultati in modelli più generali (fine 2021). A causa delle restrizioni di mobilità per la pandemia non si è organizzato il periodo di permanenza all’estero previsto.
LM: Yahia El Ourrak
Argomento: Studio e modellazione della dinamica longitudinale di un veicolo in frenata e dell’usura dei freni a disco
Data dell’attività: AA 2019/2020
Articoli scientifici:
Mostafa Rahimi, Daniele Bortoluzzi and Jens Wahlström, "Input Parameters for Airborne Brake Wear Emission Simulations: A Comprehensive Review”, Atmosphere 2021, 12, 871. https://doi.org/10.3390/atmos12070871
DII, aula seminari, 22/1/2020
Mostafa Rahimi, Stefano Candeo, studenti PhD del progetto, Prof. Straffelini, Gialanella, Bortoluzzi
Presentazioni sulle linee tematiche di ricerca dei progetti