COMPMECH – Computational Mechanics & Advanced Materials
Prof. Simone Morganti
Morganti, Carraturo, Torre, Reali (on-leave), Strutturati
Greco L., Verhelst, Bombarde, Post-doc/Assegnisti
Accogli, Venta-Viñuela, Pagonas, Jangravi, Marmarou, Chiappetta, Ciccarelli, D'Aprile, Dottorandi
Il gruppo CompMech svolge attività di ricerca e didattica presso l'Università di Pavia da oltre un ventennio. L'obiettivo principale è contribuire all'avanzamento della meccanica computazionale sviluppando e applicando metodi numerici avanzati per l'analisi di materiali e strutture, con particolare attenzione a materiali innovativi come metamateriali e leghe a memoria di forma.
Il gruppo sviluppa modelli e algoritmi per problemi strutturali, meccanici e fluidodinamici, integra tecnologie computazionali consolidate con approcci all'avanguardia, e promuove il trasferimento dei metodi computazionali alla pratica ingegneristica in collaborazione con università, enti e partner industriali.
Il gruppo vanta diverse collaborazioni in ambito accademico o aziendale. Di seguito riportiamo le più significative:
Aziende:
- Pirelli, sviluppo di airless tyres
- SAES Getters spa, analisi e caratterizzazione di leghe a memoria di forma e studio di applicazioni avanzate in Nitinol
- Fluid-o-Tech, progettazione di valvole e pompe idrauliche
Università:
- University of Texas at Austin, sviluppo di metodi di analisi isogeometrica
- Università degli Studi di Firenze, sviluppo di metodi adattivi e gerarchici per griglie di calcolo ottimizzate
- Bauhaus Universität Weimar, sviluppo di metodi immersi per geometrie complesse e processi di stampa 3D
- Technical University of Dresden, Metodi di quantificazione dell’incertezza per problemi inversi applicati al design di metamateriali
- Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM), validazione sperimentale di modelli termici e termomeccanici per simulazioni di processi di stampa 3D a letto di polvere
- Hamburg University of Technology, sviluppo di metodi immersi combinati con approcci isogeometrici collocati
- University of Rostock, sviluppo di approcci numerici per simulazioni dinamiche esplicite immerse basati su metodi di alto ordine
- Airless tyre: progettazione di metamateriali per pneumatici senza camera d'aria, con prototipo stampato in 3D (collaborazione Pirelli).
- ADACTIVE: materiali "architectured" ad alte prestazioni e metamateriali attivi (collaborazioni con Genova, Trento, Chieti-Pescara).
- ACOUSTIC: circuiti integrati e algoritmi meccano-acustici per superfici radianti ad alta efficienza (collaborazioni con Inventvm Semiconductor, BDsound).
- ITACA: impatto del trattamento endovascolare dell'aorta toracica sulla funzione cardiaca (con Università di Genova e Policlinico San Martino).
- COSMIC: metodi spline locali per modellazione isogeometrica multilivello (con Firenze e CNR).
- PROTESICAM: protesi innovative vascolari e ortopediche mediante additive manufacturing (con Amed Srl).
Il gruppo CompMech è riconosciuto a livello internazionale per lo sviluppo di metodi numerici innovativi e l’utilizzo per la progettazione di applicazioni avanzate.
Le tecnologie (numeriche) che il gruppo ha sviluppato riguardano principalmente applicazioni di “analisi isogeometrica” e metodi immersi (Finite Cell Method).
Nel contesto isogeometrico, il gruppo ha sviluppato la tecnologia per svolgere simulazioni in diversi ambiti, che variano dallo studio di materiali compositi alla formazione di fratture in materiali fragili, dalla crescita di tumori alla rappresentazione della risposta elettromeccanica del tessuto cardiaco. Per queste tipologie di simulazioni sono stati sviluppati metodi di stress-recovery, approcci phase-field e metodi di collocazione.
I metodi immersi invece sono stati applicati principalmente in simulazioni del processo termomeccanico di stampa 3D di componenti metallici. Per questa tipologia di applicazioni sono stati adottati metodi che impiegano più griglie di calcolo e metodi di proiezione avanzata per l’accoppiamento delle stesse.
