PROF. MICHELE PINELLI

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1 CURRICULUM DELL'ATTIVITA' DIDATTICA E SCIENTIFICA PER IL TRIENNIO PROF. MICHELE PINELLI DATI ANAGRAFICI E CURRICULUM STUDIORUM Luogo e data di nascita: Bologna, 16 dicembre 1970 Residenza: via Mellone 25, 44100, Ferrara Recapiti telefonici/fax (tel.) (fax) Indirizzo michele.pinelli@unife.it LAUREATO IN INGEGNERIA MECCANICA presso la Facoltà di Ingegneria dell Università degli Studi di Bologna, in data 19 marzo 1997, discutendo una tesi dal titolo Analisi numerica di flussi tridimensionali in condotti stazionari di turbomacchine. Abilitato alla professione di Ingegnere nel maggio dello stesso anno. DOTTORE DI RICERCA presso la Facoltà di Ingegneria dell Università degli Studi di Bologna, in data 18 febbraio 2001, discutendo una tesi dal titolo Analisi numerica di sistemi in cambiamento di fase solido-liquido per l accumulo di energia. RICERCATORE UNIVERSITARIO presso la Facoltà di Ingegneria dell Università degli Studi di Ferrara, SSD ING-IND/09 "Sistemi per l'energia e l'ambiente (maggio 1999-maggio 2002). RICERCATORE UNIVERSITARIO CONFERMATO a partire dal 1 maggio 2002 a seguito della valutazione positiva della Commissione di conferma. PROFESSORE ASSOCIATO presso la Facoltà di Ingegneria Industriale, SSD ING- IND/08 Macchine a Fluido, dal 31 dicembre Abilitato alla funzione di Professore Universitario di Prima Fascia per il SC 09/C1 a decorrere dal 21/01/2014 con giudizio complessivo di eccellente. ATTIVITÀ DIDATTICA Titolarità di corsi - Laurea Titolare del corso di TECNICHE DI MISURA per il corso di Laurea in Ingegneria Meccanica (Indirizzo Industriale ed Indirizzo Materiali) presso la sede di Ferrara.. Titolarità di corsi Laurea Magistrale Titolare del corso di PROGETTAZIONE FLUIDODINAMICA DELLE MACCHINE per il corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Meccanica, indirizzo Industriale. 1

2 Titolare del corso di PROGETTAZIONE FLUIDODINAMICA DELLE MACCHINE E DEI SISTEMI DI COMBUSTIONE (B) per il corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Meccanica, indirizzo Tecnologico- Gestionale. Oltre ai propri insegnamenti, membro delle commissioni d'esame dei corsi di MACCHINE, SISTEMI ENERGETICI, TURBOMACCHINE Relatore e correlatore di più di 30 tesi di laurea presso la FACOLTÀ DI INGEGNERIA DI FERRARA (Lauree in Ingegneria Meccanica e Ingegneria dei Materiali, Laura Magistrale in Ingegneria Meccanica ed Ingegneria dei Materiali, Laurea in Ingegneria Informatica e dell'automazione). Correlatore di tesi presso la FACOLTÀ DI INGEGNERIA DI BOLOGNA (Laurea in Ingegneria Meccanica). Correlatore di tesi presso la FACOLTÀ DI INGEGNERIA DI PADOVA (Laurea in Ingegneria Meccanica). Relatore di 3 tesi di laurea presso la BRUNEL UNIVERSITY DI LONDRA (UK). ALTRE ATTIVITA DIDATTICHE 2013 Responsabile e docente all interno delle attività relative al Progetto Cometa (Corsi d Orientamento-Moduli di Eccellenza e Trasversali Approfondimenti) che nasce su iniziativa del MIUR per promuovere l'eccellenza mediante programmi collaborativi di continuità tra gli Istituti di Istruzione Superiore e l'università per favorire l orientamento negli ultimi due anni d istruzione superiore Lezione L'energia dai rifiuti. Riduco, riuso, riciclo e... all'interno dell'iniziativa Unijunior, Ferrara 10/03/ Collaborazione con la FONDAZIONE MARINO GOLINELLI di Bologna nell ambito delle attività di Un Pozzo di Scienza, iniziativa annuale di divulgazione scientifica finanziata da Hera S.p.A. Tra queste attività, oltre allo svolgimento di numerose conferenze, si è effettuata l ideazione e lo sviluppo di una simulazione di un progetto di un piano energetico regionale Tutor universitario per il Master PlayEnergy rivolto alle scuole superiori, organizzato da ENEL S.P.A. 2

3 PROGETTI DI RICERCA, CONTRATTI, COLLABORAZIONI RESPONSABILITA DELLE ATTIVITÀ DI GESTIONE E COORDINAMENTO DEL LABORATORIO PER IL TRASFERIMENTO TECNOLOGICO DEL TECNOPOLO MECHLAV DI FERRARA, SEDE DI CENTO Durante il triennio , il candidato afferisce come membro al Tecnopolo MechLav di Ferrara (laboratorio per il trasferimento tecnologico della Rete Alta Tecnologia Emilia Romagna - Piattaforma Meccanica Materiali) ed è Responsabile delle attività dell area Macchine a Fluido e Sistemi Energetici per il Laboratorio di Cento del Tecnopolo MechLav. Il progetto Tecnopolo è un progetto della Regione Emilia-Romagna per favorire la ricerca industriale, lo sviluppo sperimentale e il trasferimento tecnologico che coinvolge le Università, gli enti di ricerca e le Istituzioni locali. Gli obiettivi del programma sono il sostegno della domanda di ricerca, la promozione dell'offerta di ricerca e la creazione di nuove imprese. Nelle sue mansioni di afferente al Tecnopolo MechLav, il candidato: è Coordinatore Organizzativo, con il compito di coadiuvare il Responsabile Scientifico Prof. Giorgio Dalpiaz su aspetti organizzativi e gestionali; è Responsabile Commerciale e Marketing, rappresentando il primo contatto tra Aziende e Tecnopolo con il compito di tradurre la richiesta di ricerca da parte aziendale in un primo piano operativo e di individuare all interno del Tecnopolo (o dell intero Dipartimento di Ingegneria) le competenze necessarie allo svolgimento dell attività stessa. Nelle sue mansioni di Responsabile delle attività dell area Macchine a Fluido e Sistemi Energetici per il Laboratorio di Cento del Tecnopolo MechLav, il candidato: gestisce una sede dedicata (costituita da circa 1000 m 2 tra uffici, aule didattiche, laboratori leggeri) situata presso il terzo piano dello stabile del Liceo Cevolani di Cento. La sede è stata messa a disposizione in comodato gratuito per 5 anni dalla Fondazione Cassa di Risparmio di Cento; è responsabile di una convenzione stipulata con la stessa Fondazione Cassa di Risparmio di Cento per il sostegno delle attività di trasferimento tecnologico del valore complessivo di 630 k ; è responsabile scientifico di 5 Assegnisti di Ricerca nel settore scientifico disciplinare ING-IND/08 afferenti al Tecnopolo di Ferrara MechLav; è membro dei Comitati di Gestione della sede di Cento, in particolare del Comitato di Coordinamento (che coordina le politiche del laboratorio, composto da 4 rappresentanti del mondo industriale centese e da 2 professori universitari), e del Consiglio Tecnico-Scientifico di Indirizzo (che individua i temi di ricerca di interesse delle aziende, composto da responsabili R&D di circa 15 aziende/enti). 3

4 RESPONSABILITA DI PROGETTI DI RICERCA INDUSTRIALE Parallelamente all attività di ricerca scientifica di base, il candidato è stato Responsabile scientifico di numerose contratti e convenzioni di ricerca applicata in collaborazione con industrie e centri di ricerca, all interno: delle attività legate al Laboratorio del Tecnopolo MechLav; della ricaduta delle attività di ricerca condotte dal 2000 ad oggi; delle attività svolte in collaborazione con il Consorzio Ferrara Ricerche, organizzazione non-profit, a partecipazione pubblica e privata, i cui obiettivi principali sono la promozione, lo sviluppo e la valorizzazione delle risorse umane, scientifiche, tecnologiche ed economiche del territorio ferrarese supportando e promuovendo la ricerca, l innovazione e il trasferimento tecnologico, il cui presidente è, per statuto, il Rettore dell Università degli Studi di Ferrara o un suo delegato. Durante il triennio, il candidato è o è stato responsabile di 20 contratti e convenzioni di ricerca (elencati nel seguito) nel settore delle Macchine a Fluido e dei Sistemi per l Energia e l Ambiente. Progetti derivanti da rapporti con le imprese Progetto di ricerca DETERMINAZIONE DELLE INCERTEZZE DELLE CATENE DI MISURA DEI CIRCUITI DI PROVA PER CALDAIE A BASAMENTO in collaborazione con la Thermital (Riello Group) di Piombino Dese (PD) Progetto di ricerca STUDIO DI UNA VAPORIERA AD ALIMENTAZIONE ELETTRICA PER LA COTTURA IN FORNI FISSI in collaborazione con Mondial Forni di Verona (VR) (Tecnopolo MechLav) 2011 Progetto di ricerca STATO DELL'ARTE DELLE TECNOLOGIE AVANZATE IN CAMPO MECCANICO ED INFORMATICO E PROSPETTIVE DI SVILUPPO DEL MERCATO in collaborazione con Centoform di Cento (FE) (Tecnopolo MechLav) 2011 Progetto di ricerca SVILUPPO DI PROGRAMMI LABVIEW PER IL CONTROLLO E L'ACQUISIZIONE DATI PER CALDAIE E BRUCIATORI; VERIFICA E PROGETTO STRUTTURALE DI UNA VOLUTA PER VENTILATORI PER BRUCIATORI AD ELEVATA POTENZA in collaborazione con Baltur di Cento (FE) (Tecnopolo MechLav) 2011 Progetto di ricerca STUDIO FLUIDODINAMICO DI COMPONENTI DI UN SISTEMA PER IL CONTROLLO DELL EFFICIENZA DI VALVOLE PER INALATORI in collaborazione con Logomat di Bologna, ammesso alle sovvenzioni previste dalla Asse 1 del POR FESR e Misura 3.1 azione A del PRRIITT Progetto di ricerca STUDIO AVENTE PER OGGETTO LA VALUTAZIONE DI CONFIGURAZIONI IMPIANTISTICHE INNOVATIVE PER L'INIEZIONE DIRETTA 4

5 DI GPL LIQUIDO IN MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA in collaborazione con Tartarini Auto di Castemaggiore (BO) (Tecnopolo MechLav) Progetto di ricerca STUDIO DI FATTIBILITÀ PER IMPIEGO DI BIOCARBURANTI NEL TRASPORTO PUBBLICO." in collaborazione con AMI Agenzia Mobilità Ferrara di Ferrara Progetto di ricerca SVILUPPO DI UN PROGRAMMA LABVIEW PER IL CONTROLLO E ACQUISIZIONE DATI DI UN BANCO PROVA PER IMPIANTI SOLARI TERMICI in collaborazione con Turco Group di Bovolone (VR) (Tecnopolo MechLav) Progetto di ricerca STUDIO TERMOFLUIDODINAMICO DI COMPONENTI DI FORNI PER LA PANIFICAZIONE in collaborazione con Mondial Forni di Verona (VR) (Tecnopolo MechLav) Progetti di ricerca MODELLIZZAZIONE E SIMULAZIONE FLUIDODINAMICA DI SISTEMI SLUG CATCHER e STUDIO DI SOLUZIONI EFFICIENTI ED ECO-SOSTENIBILI PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA NEL SETTORE CIVILE-RESIDENZIALE in collaborazione con Bellelli Engineering di Badia Polesine (RO) (Tecnopolo MechLav) Progetto di ricerca SVILUPPO DI UN PROGRAMMA LABVIEW PER IL CONTROLLO E L'ACQUISIZIONE DATI DI UN INSEGUITORE SOLARE in collaborazione con Shap Technology di Roma (Tecnopolo MechLav) Progetto di ricerca SVILUPPO DI UN PROGRAMMA LABVIEW PER IL CONTROLLO E L ACQUISIZIONE DATI DELL IMPIANTO SOLBIOPOLYSY in collaborazione con Shap Technology di Roma (Tecnopolo MechLav) Progetto di ricerca SVILUPPO DI UN PROGRAMMA LABVIEW PER IL CONTROLLO E L ACQUISIZIONE DATI DELL IMPIANTO UPP-SOL in collaborazione con Shap Technology di Roma (Tecnopolo MechLav) Progetto di ricerca STUDIO TERMOFLUIDODINAMICO DI COMPONENTI DI FORNI PER LA PANIFICAZIONE in collaborazione con Mondial Forni di Verona (VR) (Tecnopolo MechLav) Progetto di ricerca STUDIO FLUIDODINAMICO DI MACCHINE PER L'INDUSTRIA FARMACEUTICA in collaborazione con IMA SpA di Ozzano per l'emilia (BO) (Tecnopolo MechLav) Progetto di ricerca ANALISI E VERIFICA FLUIDODINAMICO- PROGETTUALE DI UN VENTILATORE A STADIO SINGOLO PER PRODUZIONE NEVE in collaborazione con Fieni srl di Altedo (BO) (Tecnopolo MechLav) Progetto di ricerca UPGRADE E VERIFICA DI UNA GIRANTE PER CONCENTRATO DI POMODORO in collaborazione con CFT Rossi&Catelli di Parma (Tecnopolo MechLav) 5

6 2013 Progetto di ricerca PROGETTAZIONE ED ANALISI FLUIDODINAMICA DI VENTILATORI CENTRIFUGHI in collaborazione con MZ Aspiratori Srl di Budrio (BO) (Consorzio Ferrara Ricerche) Progetto di ricerca PROGETTAZIONE FLUIDODINAMICA DI UN VENTILATORE CENTRIFUGO in collaborazione con FM Ventilatori Srl di Carpi (MO) RESPONSABILITA DI PROGRAMMI DI RICERCA NAZIONALI Responsabilità di progetti con Enti di ricerca attraverso finanziamenti nazionali (Ricerca di Sistema) Responsabile delle attività di ricerca relative nell ambito del Progetto VALUTAZIONE ED UTILIZZAZIONE DEI BIOCOMBUSTIBILI OTTENUTI DA RESIDUI O SCARTI AGRICOLI DI SCARSO VALORE INTRINSECO E DI ALGHE PER L APPLICAZIONE IN IMPIANTI DI COGENERAZIONE BASATI SU MICROTURBINE all interno dell Accordo di Programma del Piano Triennale della Ricerca di Sistema e Piano Operativo Annuale per le attività di Ricerca e Sviluppo di Interesse Generale per il Sistema Elettrico Nazionale, in collaborazione con il CNR DET Istituto Motori di Napoli PARTECIPAZIONI A PROGRAMMI DI RICERCA Come componente del gruppo di ricerca coordinato dal Prof. Pier Ruggero Spina, il candidato ha collaborato a numerose altre attività di ricerca finanziate COLLEGAMENTI CON IL MONDO SCIENTIFICO INTERNAZIONALE 2011 Responsabile scientifico delle attività di collaborazione con la SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY DI SHANGHAI (Cina). per lo studio delle applicazioni cogenerative sul GEL (Green Energy Laboratory) di Shanghai. Su questo argomento, è stato assegnatario di un finanziamento competitivo attraverso il bando dell Ateneo di Ferrara Iniziative di internazionalizzazione. Inoltre, ha coordinato le attività della permanenza di uno studente di Dottorato di Ricerca e di un laureando che hanno svolto un periodo di permanenza di 6 mesi presso la stessa Università Responsabile scientifico delle attività di collaborazione con la BRUNEL UNIVERSITY DI LONDRA (UK) per attività legate allo studio fluidodinamico tridimensionale con interazione fluido struttura del flusso all interno di vasi sanguigni. All interno di questa 6

7 collaborazione è anche responsabile di 2 borse Erasmus all anno per lo svolgimento di tesi presso la Brunel stessa Partecipazione alla missione "ITALIA DEGLI INNOVATORI" (Shanghai, Cina, 2-5 novembre 2011) dell'agenzia per la Diffusione delle Tecnologie per l'innovazione della Presidenza del Consiglio dei Ministri MEMBRO E REVIEWER dell Industrial and Cogeneration e dell Oil and Gas Applications Committees dell International Gas Turbine Institute (IGTI) dell ASME SESSION ORGANISER, CHAIR e VICE CHAIR di sessioni ai congressi ASME TurboExpo 2012 (Copenhagen) e ASME TurboExpo 2013 (San Antonio) REVIEWER per le riviste internazionali Applied Thermal Engineering, Energy, Applied Energy, pubblicate da Elsevier. DOTTORATI DI RICERCA Attualmente è tutore di 3 studenti di Dottorato di Ricerca con temi riguardanti rispettivamente: - modellizzazione numerica di turbomacchine operatrici in presenza di sporcamente ed erosione (Dott. Alessio Suman); - metodi avanzati di misura per il la reingegnerizzazione di turbomacchine operatrice con tecniche di reverse engineering (Dott. Claudio Pavan); - metodologie di progettazione di turbomacchine operatrici operanti con fluidi nonnewtoniani (Dott. Carlo Buratto). ATTIVITÀ ORGANIZZATIVA Mansioni accademiche Membro del COLLEGIO DEI DOCENTI del Dottorato di Ricerca in Scienze dell'ingegneria Coordinatore delle attività di tutoraggio didattico, finanziate dall Ateneo, per i corsi di TECNICHE DI MISURA, PROGETTAZIONE FLUIDODINAMICA DELLE MACCHINE, PROGETTAZIONE FLUIDODINAMICA DELLE MACCHINE E DEI SISTEMI DI COMBUSTIONE (B) Tutore universitario per le attività di STAGE presso aziende e per i TIROCINI INTERNI presso il laboratorio di Macchine e Sistemi Energetici della Facoltà di Ingegneria di Ferrara. 7

8 DELEGATO della Facoltà di Ingegneria di Ferrara per l ATTIVITÀ DI ORIENTAMENTO IN ENTRATA. Membro della commissione di Ateneo per le attività di orientamento Membro della GIUNTA DI DIPARTIMENTO del Dipartimento di Ingegneria di Ferrara Organizzazione convegni 2012 MEMBRO DEL COMITATO ORGANIZZATORE della Prima Giornata di Studio In Ricordo del Prof. Roberto Bettocchi - La Ricerca nel Campo dei Sistemi Energetici e delle Macchine negli Atenei dell'emilia-romagna tenutasi a Cento (FE) il 19 settembre MEMBRO DEL COMITATO ORGANIZZATORE della Seconda Giornata di Studio In Ricordo del Prof. Roberto Bettocchi - La Ricerca nel Campo dei Sistemi Energetici e delle Macchine negli Atenei dell'emilia-romagna tenutasi a Cento (FE) il 16 settembre 2013 SEMINARI E WORKSHOP APRILE 2011 OTTOBRE 2011 Intervento intitolato LE TECNOLOGIE DI CONVERSIONE DELLE BIOMASSE all'interno del convegno Le fonti rinnovabili - L'energia da biomasse: sistemi produttivi locali, imprese agricole ed Ente Pubblico organizzato da CNA Emilia-Romagna. Intervento intitolato LA SOSTENIBILITÀ DELL UTILIZZO DELLE BIOMASSE PER LA GENERAZIONE ELETTRICA all'interno del workshop Energia da Biomasse: prospettive di sviluppo tra innovazione tecnologica ed economia locale organizzato dalla Facoltà di Ingegneria dell'università degli Studi de L'Aquila. SETTEMBRE 2012 Intervento intitolato LA SOSTENIBILITÀ AMBIENTALE NEI TRASPORTI PER RAGGIUNGERE IL NUOVO OSPEDALE: LO STUDIO DI FATTIBILITÀ PER L UTILIZZO DEL BIODIESEL SUI TRENI all interno del convegno Sostenibilità ambientale e Mobilità Smart svoltosi presso l Ospedale di Cona (FE) DESCRIZIONE DELL ATTIVITÀ SCIENTIFICA E DEI PRINCIPALI RISULTATI CONSEGUITI L attività di ricerca svolta del triennio è documentata da 48 articoli scientifici. L'attività di ricerca svolta ha riguardato le seguenti aree tematiche nel campo dei sistemi energetici e delle macchine. Studio del comportamento di compressori assiali a seguito di sporcamento e erosione per l analisi dello stato di funzionamento di turbogas 8

9 Questa ricerca riguarda lo sviluppo e la messa a punto di metodologie e di strumenti di calcolo per l analisi dello stato di funzionamento di turbogas. In particolare sono state sviluppate tecniche basate sullo studio della messa a punto delle mappe di prestazione dei componenti della macchina, è quindi valutata l effettiva variazione delle mappe di prestazione a seguito dei guasti più frequenti (sporcamento, danneggiamento meccanico ed erosione) mediante tecniche di accoppiamento aerodinamico degli stadi (stagestacknig). Questa è stato portato avanti attraverso uno studio di dettaglio sulla modellizzazione e simulazione mono- e tridimensionale di effetti di sporcamento ed erosione all interno di turbomacchine. Lo studio dello sporcamento (fouling) e dell erosione (erosion) all interno delle turbomacchine è particolarmente importante in quanto ha un impatto determinate su numerosi aspetti del funzionamento delle turbomacchine, sia prestazionali che economici, e tra questi si possono sottolineare: - modifica delle prestazioni. A seguito del deterioramento, le prestazioni possono variare anche in maniera consistente con conseguente perdita di rendimento e rischio di funzionamento in condizioni fuori progetto; - modifica delle mappe di prestazione. Questo effetto ha la conseguenza di non poter più prevedere il funzionamento attuale della macchina con conseguente impossibilità di ridefinire correttamente il punto di funzionamento in caso di modifica delle condizioni di lavoro; - necessità di manutenzione. Un deterioramento accentuato può provare la diminuzione degli intervalli di manutenzione con conseguente perdita economica per mancata produzione e per sostituzione di componenti. Per questi ed altri motivi, la conoscenza dei meccanismi di formazione dello sporcamento e di comparsa di erosione, e il loro effetto sulla prestazione delle turbomacchine è di grande importanza. A causa della loro natura, però questi due fenomeni sono particolarmente complessi da analizzare e da modellizzare, in primo luogo a causa della difficoltà della loro natura casuale e fortemente dipendente dal caso specifico e dalla complessa se non a volte impossibile valutazione sperimentale. Per questo motivo, vi è una mancanza di letteratura esaustiva sull argomento e solo molto recentemente si è assistito ad un incremento di interesse verso questo tipo di studio. Alcune attività di interesse e originalità sviluppate durante il triennio sono: - la comprensione e analisi dei meccanismi e dei modelli attualmente disponibili in letteratura, e valutazione della loro applicabilità a codici di calcolo fluidodinamico monoe tridimensionali; - sviluppo di modelli originali e/o adattamento di quelli esistenti a macchine operatrici; - modellizzazione dello sporcamento (uniforme e non uniforme) e dell erosione su pale di macchine operatrici e studio del loro effetto sulle prestazioni globali e sulla fluidodinamica di dettaglio; - validazione con dati sperimentali dedotti da macchine in esercizio; - validazione da sperimentazione effettuata su un banco prova per compressori assiali di piccola taglia, modificando secondo criteri sviluppati appositamente le pale del compressore stesso. Il risultato di questa attività è contenuto nei lavori [1,3,5,15,16,21,34,39]. 9

10 Attività sperimentale su un compressore assialcentrifugo di derivazione aeronautica Questa ricerca riguarda la determinazione sperimentale del comportamento di compressori utilizzati in turbine a gas in varie condizioni di funzionamento. La ricerca si propone inoltre di determinare le correlazioni fra guasti o condizioni anomale di funzionamento e misure, sia di natura termodinamica (pressioni, temperature, ecc.) che acustiche e vibrazionali. In particolare, è stato realizzato a valle del compressore un plenum per valutare le prestazioni del compressore in condizioni di inversione del flusso a causa del pompaggio. La ricerca è proseguita valutando il comportamento della macchina a seguito di ingestione d'acqua: per questo il banco prova è stato dotato di un sistema per l'iniezione di acqua e il compressore è stato caratterizzato mediante rilevazione delle mappe di prestazione sia in assenza di iniezione d'acqua sia in presenza di iniezione d'acqua di varia entità. Il risultato di questa attività è contenuto nel lavoro [2]. Studio di sistemi energetici convenzionali ed innovativi L attività di ricerca riguarda lo studio di sistemi energetici innovativi per per la microcogenerazione distribuita, di tipo convenzionale ed innovativi. Per quanto riguarda quelli innovativi: - studio dei sistemi microcogenerativi per il soddisfacimento dei fabbisogni di utenze in ambito civile e residenziale. La ricerca infine si è focalizzata sul rapporto dei sistemi cogenerativi con gli altri sistemi per la produzione distribuita di energia elettrica, termica e frigorifera a servizio degli edifici residenziali. In primo luogo si è analizzata l allocazione ottimale della domanda elettrica, termica e frigorifera sui vari sistemi di produzione [33] e successivamente si è proposta una metodologia per il dimensionamento ottimizzato del sistema multienergia [35,36]. - sistemi TPV (termofotovoltaico). L attività di ricerca si sviluppa attraverso la determinazione delle prestazioni del sistema energetico TPV, con valutazione su rendimenti e sugli indici di prestazione della cogenerazione, e attraverso la modellizzazione numerica tridimensionale della combustione e dello scambio termico [10,13,17,19,23,27,28,29,40]; - sistemi di tipo ORC (Organic Rankine Cycle). L attività a riguardato la modellizzazione delle proprietà chimiche dei fluidi organici attraverso modelli a gruppi di contribuzione, l integrazione con altri sistemi energetici, e la modellizzazione numerica degli espansori [9,13,17, 44,45] - analisi dei cicli combinati con gassificazione integrata (IGCC) e delle tecnologie di power augmentation a loro applicabili. Si è proposto un sistema innovativo che si basa sull evaporazione dell azoto liquido precedentemente prodotto e stoccato: si sono analizzate le implicazioni sulla turbina a gas dell utilizzo di tale sistema con particolare riguardo agli aspetti relativi alla combustione [26, 38, 41]. Produzione di energia da biomasse L attività di ricerca riguarda lo studio di sistemi energetici alimentati con combustibili ottenuti da biomasse e da rifiuti al fine di valutarne le prestazioni, la fattibilità, le modalità di esercizio ed i costi. L attività si è focalizzata sulla filiera dell olio vegetale da coltura 10

11 dedicata con un progetto sperimentale: a partire da diverse opzioni colturali si sono prodotte diverse tipologie di olii vegetali che, a seguito di caratterizzazione chimicofisica, sono state poi utilizzate per alimentare una microturbina opportunamente modificata. Per l utilizzo dei residui di coltivazione delle specie oleaginose, al fine dell ottenimento di una filiera sostenibile, si è valutata l opzione della gassificazione termochimica. Parallelamente si sono sviluppate metodologie per la stima del potenziale (attuale e futuro) energetico delle biomasse e le si sono applicate al caso studio della Colombia: la metodologia ha dimostrato la propria applicabilità a tutti i paesi il mercato dei quali non ha una dimensione sufficiente ad influenzare significativamente i mercati internazionali.[14,18,24,25,42,43] Analisi numerica di camere di combustione di microturbine a gas L attività ha riguardato lo studio attraverso simulazioni numeriche di camere di combustione di microturbine a gas alimentate a gas naturale o a combustibili di origine rinnovabile. In particolare si è studiata l alimentazione con biogas, gas di sintesi e olio vegetale di camere di combustione annulari (Elliott T80, Allison T60) o cannulari (Turbec T100) [4,12,20] Studio di macchine a fluido, di sistemi energetici e di circuiti idraulici Sono state effettuate le seguenti attività: Ottimizzazione accoppiamento ventilatore/motore per applicazioni agricole. L attività riguarda lo studio dell'accoppiamento di ventilatori, usati per alimentare una macchina atomizzatrice, con motori a combustione interna o prese di potenza di trattori con lo scopo di migliorare le prestazioni del sistema integrato [8,30,32]; Studio e progetto di ventilatori industriali, con metodologie avanzate di progettazione e determinazione sperimentale del rumore emesso [6,7] Studio di correlazioni per la determinazione della portata circolante all interno di tubi evacuati utilizzati in collettori solari [22] Studio di sistemi di acquisizione per il controllo di sistemi di tracking solare [37] Studio di sistemi bifase e trifase per il trasporto e lo stoccaggio di idrocarburi in applicazioni Oil and Gas [46,47] Modellazione fluidodinamica di circuiti idraulici del corpo umano. Questa attività di ricerca è svolta in collaborazione in atto con l Istituto di Bioingegneria della Brunel University (Londra). Lo studio verte sull analisi fluidodinamica semplice e con interazione fluido-struttura (FSI) di vasi sanguigni (con utilizzo del codice ASNSY CFX) [31,48] 11

12 ELENCO DELLE PUBBLICAZIONI DEL TRIENNIO Morini, M., Pinelli, M, Spina, P.R., Venturini, M., 2011, Numerical analysis of the effects of non-uniform surface roughness on compressor stage performance, ASME J. Eng. Gas Turbines Power, 133 (10), pp Bettocchi, R., Morini, M., Pinelli, M, Spina, P.R., Venturini, M., Torsello, G., 2011, Set Up of an Experimental Facility for the Investigation of Wet Compression on a Multistage Compressor, ASME J. Eng. Gas Turbines Power, 133 (10), pp Pinelli, M., Morini, M., Spina, P. R., Venturini, M., Ferrari, C., 2011, Analysis of the effects of simulated fouling on an axial compressor stage through CFD modeling, Atti 9 th European Conference on Turbomachinery, pp Cadorin, M., Pinelli, M., Vaccari, A., Calabria, R., Chiariello, F., Massoli, P., Bianchi, E., 2011, Analysis of a micro gas turbine fed by natural gas and synthesis gas: MGT test bench and combustor CFD analysis, ASME Paper GT Melino, F., Morini, M., Pinelli, M., Peretto, A., Spina, P. R., 2011, Compressor fouling modellization: comparison between CFD methods and scaling technique, ASME Paper GT Ferrari, C., Pinelli, M., Spina, P. R., Bolognin, P., Borghi, L., 2011, Fluid dynamic design and optimization of two stage high performance centrifugal fan for industrial burners, ASME Paper GT Cadorin, M., Pinelli, M., Podeschi, E., Pompoli, F., Zanardi, A., 2011, Experimental Characterization of the Influence of Auxiliary Devices on the Noise Generated by Industrial Centrifugal Fan and Correlation to the Geometrical and Fluid Dynamic Parameters, ASME Paper GT Bettocchi, R., Morini, M., Pinelli, M., 2011, Evaluation of the performance of a sirocco fan driven by a diesel engine in mist sprayer applications, ASME Paper GT Barbieri, E.S., Morini, M., Pinelli, M., 2011, Development of a model for the simulation of Organic Rankine Cycles based on group contribution techniques, ASME Paper GT De Pascale, A., Ferrari, C., Melino, F., Morini, M., Pinelli, M., 2011, Integration between a Thermo-Photo-Voltaic furnace and an Organic Rankine Cycle, Third 12

13 International Conference on Applied Energy, May 2011, Perugia, Italy, pp Dalpiaz, G., Morini, M., Pinelli, M., 2011, Il Laboratorio MechLav del Tecnopolo di Ferrara: un primo bilancio ad un anno dalla nascita, Annuario socio-economica ferrarese, CDS Edizioni, pp Pinelli, M., Vaccari, A., 2011, Numerical Analysis of a Micro Gas Turbine Combustor Fed by Liquid Fuel, Newsletter EnginSoft, 8, Vol. 4, pp F. Melino, F. Ferrari, M. Bianchi, A. De Pascale, A. Peretto, M. Morini, M. Pinelli, P.R. Spina, 2011, Energy System based on Integration between a Thermo- Photo-Voltaic generator and an Organic Rankine Cycle, Ecomondo 2011, Maggioli Editore, Pp: , Anno: Bettocchi R., Bolognesi S., Cavarzere A., Morini M., Pinelli M., Spina P. R., Vaccari A., Venturini M., 2011, Filiera di Produzione dell Energia da Olio Vegetale, Atti 66 Congresso Nazionale Ati Barcello Editore, pp: 1-9, Anno: Pinelli, M., Spina, P. R., Venturini, M., 2012, Gas Turbine Health State Determination: Methodology Approach and Field Application, Int. J. Rotating Machinery, pp Melino, F., Morini, M., Peretto, A., Pinelli, M., Spina, P.R., 2012, Compressor Fouling Modeling: Relationship Between Computational Roughness and Gas Turbine Operation Time, ASME J. Eng. Gas Turbines Power, 134, pp De Pascale, A., Ferrari, C., Melino, F., Morini, M., Pinelli, M., 2012, Integration between a thermophotovoltaic generator and an Organic Rankine Cycle, Applied Energy, 97, pp Azzone, E., Pinelli, M., Morini, M., 2012, Development of an equilibrium model for the simulation of thermochemical gasification and application to agricultural residues, Renewable Energy, 46, pp Ferrari, C., Melino, F., Morini, M., Barbieri, E. S., Pinelli, M., De Pascale, A., 2012, Performance evaluation of the integration between a Thermo Photo Voltaic generator and an Organic Rankine Cycle, ASME J. Eng. Gas Turbines Power, 134,

14 20. Cadorin, M., Pinelli, M., Vaccari, A., Calabria, R., Chiariello, F., Massoli, P., Bianchi, E., 2012, Analysis of a micro gas turbine fed by natural gas and synthesis gas: MGT test bench and combustor CFD analysis, ASME J. Eng. Gas Turbines Power, 134, pp Ferrari, C., Morini, M., Pinelli, M., Spina, P. R., 2012, Analysis of some sources of numerical uncertainty applied to a transonic compressor stage, ASME Paper GT Pinelli, M., Suman, A., Vanti, M., 2012, Numerical simulation of evacuated tube solar water heater, ASME Paper GT Ferrari, C., Melino, F., Morini, M., Barbieri, E. S., Pinelli, M., De Pascale, A., 2012, Performance evaluation of the integration between a Thermo Photo Voltaic generator and an Organic Rankine Cycle, ASME Paper GT Cavarzere, A., Morini, M., Pinelli, M., Spina, P.R., Vaccari, A., Venturini, M., 2012, Fuelling micro gas turbines with vegetable oils. Part I: Straight and blended vegetable oil properties, ASME Paper GT Cavarzere, A., Morini, M., Pinelli, M., Spina, P.R., Vaccari, A., Venturini, M., 2012, fuelling micro gas turbines with vegetable oils. Part II: Experimental analysis, ASME Paper GT Pinelli, M., Morini, M. Spina, P. R., 2012, An innovative inlet air cooling system for IGCC power augmentation. Part II: thermodynamic analysis, ASME Paper GT Bosi, M., Ferrari, C., Melino, F., Pinelli, M., Spina, 2012, Thermophotovoltaic Energy Conversion PART 1: analytical aspects, International Conference on Applied Energy, ICAE 2012, July 5-8, 2012, Suzhou, China, ICAE2012- A Barbieri, E.S., Ferrari, C., Melino, F., Pinelli, M., Spina, P.R., Venturini, M., 2012, Thermophotovoltaic Energy Conversion PART 2: prototypes and experiences, International Conference on Applied Energy, ICAE 2012, July 5-8, 2012, Suzhou, China, ICAE2012- A Bosi M., Ferrari C., Melino F., Pinelli M., Spina P. R., Venturini M., 2012, Thermophotovoltaic Generation: A State of the Art Review, ECOS2012, PROC. ECOS 2012, pp: Pinelli, M., Ferrari, C., Suman, A., Morini, M., Rossini, M., 2012, Fluid dynamic design and optimization of a double entry fan driven by tractor power take off for mist sprayer applications, Fan2012 International Conference, Senlis, Paris. 14

15 31. Fabbri, D., Long, Q., Das, S., Pinelli, M., 2012, Sudy of embolic particle migration in cerebral arteries by computational modelling, ASME 2012 Summer Bioengineering Conference, SBC Fajardo; Puerto Rico. 32. Bettocchi R., Morini M., Pinelli M., 2012, Valutazione delle Prestazioni di un Ventilatore Sirocco Trascinato da un Motore Diesel in Macchine Atomizzatrici, Atti Della Giornata Di Studio In Ricordo Del Prof. Roberto Bettocchi - La Ricerca Nel Campo Dei Sistemi Energetici E Delle Macchine Negli Atenei Dell'emilia- Romagna Sgeditoriali, Pp: 3-17, Anno: Morini, M., Pinelli, M., Spina, P. R., Venturini, M., 2013, Optimal allocation of thermal, electric and cooling loads among generation technologies in household applications, Applied Energy, 112, pp Aldi, N. Morini, M. Pinelli, M, Spina, P.R, Suman, A, Venturini, M, 2013, Performance evaluation of non-uniformly fouled axial compressor stages by means of computational fluid dynamic analyses, Journal of Turbomachinery, 136 (2), Barbieri, E.S., Dai, Y.J., Morini, M., Pinelli, M., Spina, P.R., Sun, P., Wang, R.Z., 2013, Optimal sizing of a multi-source energy plant for power heat and cooling generation, Applied Thermal Engineering. 36. Barbieri, E.S., Dai, Y.J., Morini, M., Pinelli, M., Spina, P.R., Sun, P., Wang, R.Z., 2013, Optimal sizing of a multi-source energy plant for power heat and cooling generation, Proceedings of the 3rd International Conference on Microgeneration and Related Technologies, April 15-17, 2013, Naples, Italy. 37. Carandina, M. Morini, C. Pavan, M. Pinelli, 2013, A distributed control system for a field of spin-elevation heliostats, Proceedings of the 3rd International Conference on Condition Monitoring of Machinery in Non-Stationary Operations, May 08-10, 2013, Ferrara, It 38. Morini, M. Pinelli, P.R. Spina, A. Vaccari, 2013, An innovative inlet air cooling system for IGCC power augmentation - Part III: computational fluid dynamic analysis of syngas combustion in nitrogen-enriched air, ASME Paper GT , 39. Aldi, N. Morini, M. Pinelli, M, Spina, P.R, Suman, A, Venturini, M, 2013, Performance evaluation of non-uniformly fouled axial compressor stages by means of computational fluid dynamic analyses, ASME Paper GT

16 40. Ferrari, C., Melino, F., Peretto, A., Pinelli, M., 2013, Emitter size optimization of a Thermo-Photo-Voltaic generator, International Conference on Applied Energy, ICAE 2013, Jul 1-4, 2013, Pretoria, South Africa, Paper ID: ICAE Morini, M. Pinelli, P.R. Spina, A. Vaccari, M. Venturini, 2013, Analysis of an innovative inlet air cooling system based on liquid nitrogen evaporation for IGCC power augmentation, Proceedings of the Fifth International Conference on Applied Energy, July 1-4, Pretoria, South Africa, Paper ID: ICAE Gonzalez-Salazar, M. Morini, M. Pinelli, P.R. Spina, M. Venturini, M. Finkenrath, W.-R. Poganietz, 2013, Methodology for biomass energy potential estimation: assessment of current potential in Colombia, Proceedings of the Fifth International Conference on Applied Energy, July 1-4, Pretoria, South Africa, Paper ID: ICAE Gonzalez-Salazar, M. Morini, M. Pinelli, P.R. Spina, M. Venturini, M. Finkenrath, W.-R. Poganietz, 2013, Methodology for biomass energy potential estimation: projections of future potential in Colombia, Proceedings of the Fifth International Conference on Applied Energy, July 1-4, Pretoria, South Afric, Paper ID: ICAE Morini, M., Pavan, C., Pinelli, M., Romito, E., Suman, A., 2013, Modelling of Scroll Machines: Geometric, Thermodynamics and CFD Methods, Proceedings of 2nd International Seminar on ORC Power Systems, October 7-8, Rotterdam, The Netherlands. 45. Morini, M., Pavan, C., Pinelli, M., Romito, E., Suman, A., 2013, Geometric, Thermodynamic and CFD Analyses of a Real Scroll Expander for Micro ORC Applications, Proceedings of 2nd International Seminar on ORC Power Systems, October 7-8, Rotterdam, The Netherlands. 46. Monesi, A., Pinelli, M., Verga, C., Dell'Oglio, S., 2013, FPSO Computational Fluid Dynamics (CFD) Analysis in Heavy Sea Storm Conditions for the Validation of Process Design, OTC Brasil Monesi, A., Pinelli, M., Verga, C., 2013, Slug Catcher Two-Phase Flow Modeling and Numerical Simulations, OTC Brasil Fabbri, D., Long, Q., Das, S., Pinelli, M., 2013, Computational modelling of embolic travel trajectory in cerebral arteries: Influence of micro embolic particle size and density, British Journal Of Surgery, 100, Ferrara, 10/01/