Research Topic 2
Il Research Topic 2 (RT2) investiga il mondo della fluidodinamica computazionale (CFD), un insieme di algoritmi informatici utilizzati per simulare e studiare il modo in cui fluidi come l’aria e l’acqua si muovono e interagiscono con altri corpi o tra di loro. La CFD è una cardine nella modellazione di processi in vari settori, come l’industria, la medicina e perfino l’ambiente: l’accurata previsione e comprensione del movimento dei fluidi sono essenziali per perfezionare i processi e aumentare l’efficienza della simulazione in tempo reale e dei gemelli digitali. Tuttavia, confrontarsi con le sottigliezze della dinamica dei fluidi pone sfide considerevoli dal punto di vista computazionale.
In risposta a questi ostacoli, il RT2 esplora il potenziale delle tecniche di riduzione dell’ordine del modello, o Model Order Reduction (MOR). Offrendo una rappresentazione semplificata del comportamento di un flusso, le tecniche di MOR aprono la strada a simulazioni rapide e a processi decisionali accelerati. La ricerca di una rappresentazione efficace delle complesse dinamiche di flusso, ottenendo al contempo un sostanziale risparmio di risorse computazionali, spinge il RT2 a integrare il Deep Learning (DL), un insieme di tecniche di intelligenza artificiale che utilizzano molti strati di algoritmi interconnessi per estrarre caratteristiche più avanzate dai dati iniziali in maniera progressiva.
Il Research Topic 2 è di importanza cruciale per le altre attività di ricerca dello Spoke 9: i suoi progressi si basano sui framework fondamentali stabiliti dal RT1 e facilitano l’elaborazione dei dati in tempo reale necessaria per le tecniche di intelligenza artificiale esplorate nel RT3. I modelli scalabili del RT2 garantiscono anche la perfetta integrazione delle applicazioni pratiche dei gemelli digitali sviluppate nel RT4 in scenari reali. Al centro del RT2 sta il tentativo di perfezionare le capacità dei gemelli digitali ideando strategie che riducano drasticamente gli oneri computazionali, senza compromettere l’accuratezza delle simulazioni.
Tecniche di MOR: alcuni risultati di rilievo
Industria navale
- Ottimizzazione della forma delle navi passeggeri per ridurre il consumo di carburante e l’inquinamento
- Ottimizzazione delle strutture delle navi per ridurre al minimo l’uso di materiali, mantenendone la stabilità
Ambiente
- Studio dell’impatto della diffusione degli inquinanti nel Golfo di Trieste sugli ecosistemi marini, considerando fattori come le correnti marine e il vento
Medicina
- Diagnostica in tempo reale specifica per paziente di malattie cardiovascolari
Altri settori
- Riduzione degli sprechi alimentari
- Ottimizzazione degli elettrodomestici
- Rilevamento precoce dei danni strutturali nelle gallerie
Partecipanti
I partecipanti al Research Topic 2 sono la Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA), l’Università degli Studi di Padova (UniPD) e l’Istituto Nazionale di Oceanografia e Geofisica Sperimentale (OGS).
Il responsabile è il Prof. Gianluigi Rozza della Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati.
