Preliminary steps towards the assessment of computational fluid dynamics potential to optimize graffiti removal with water jet technologies

In the years, many techniques to clean graffiti from buildings and other structures have been developed. The most commonly used ones exploit the mechanical action of high pressure jets (air jets, water jets or particle-laden jets) against the surface to be cleaned. Cleaning instruments development is based on expertise and simple empirical tests, however there is still room to optimize these procedures. The purpose of this thesis is to investigate which is Computational Fluid Dynamics (CFD) potential in graffiti removal process. To develop this study a multi-physical approach should have been considered, but in this thesis only the fluid mechanics part has been elaborated, not the solid mechanics part. The developed CFD framework is a step-by-step approach with cases of increasing complexity: for each step numerical convergence, sensitivity analyses and comparison with reference data have been performed. The last part is a preliminary link between fluid and solid mechanics.

Negli anni sono state sviluppate molte tecniche per pulire i graffiti da palazzi e altre strutture. Le procedure più usate sfruttano l'azione meccanica di getti ad alta pressione (getti di aria, acqua o con particelle) contro la superficie da pulire. Lo sviluppo degli strumenti di pulitura è basato su competenza e semplici test empirici, ma è ancora possibile ottimizzare queste procedure. L'obiettivo di questa tesi è quello di investigare qual è il potenziale della fluido-dinamica computazionale (CFD) nella rimozione di graffiti. Per sviluppare questo studio è stato considerato un approccio multi-fisico, concentrandosi in particolare sulla meccanica dei fluidi e non sulla meccanica dei solidi. La struttura CFD sviluppata è basata su un approccio a più fasi, ognuna con complessità crescente e per ognuna sono state studiate convergenza numerica, analisi di sensitività e confronto con dati di riferimento. Solo nell'ultima parte è presente un collegamento preliminare tra meccanica dei solidi e dei fluidi.