Trasporto di energia in gas rarefatti : confronto tra simulazione e sperimentazione

Statistical methods are of undoubted importance for the study of rarefied gases. The Direct Simulation Monte Carlo method (DSMC) is one of the most widely used tools in the study of such systems. The thesis aims at studying the importance of using phenomenological models able to keep track of the internal energy associated with diatomic molecules, to incorporate them to the DSMC simulations. The study includes the development of an algorithm and comparison of the numerical data with some experimental measurements. Empirical data are related to the exchange of heat between different surfaces, flat and cylindrical, maintained at different temperatures and separated by a rarefied gas.

Per lo studio dei gas rarefatti l’utilizzo di metodi statistici è di indubbia importanza. Il metodo di Simulazione Diretta Monte Carlo (DSMC) si prefigura come strumento privilegiato nello studio di tali sistemi. Il lavoro di tesi si propone di studiare l’importanza dell’utilizzo di modelli fenomenologici, da incorporare alle simulazioni DSMC, in grado di tener traccia dell’energia interna associata a molecole biatomiche. Lo studio include lo sviluppo di un algoritmo ed il confronto dei dati numerici con alcune misure sperimentali. I dati empirici sono relativi allo scambio di calore tra differenti superfici, sia piane che cilindriche, mantenute a temperature diverse e separate da un gas rarefatto.