Maria Grazia DE GIORGI

Maria Grazia DE GIORGI

Ricercatore Universitario

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/07: PROPULSIONE AEROSPAZIALE.

mariagrazia.degiorgi@unisalento.it

Dipartimento di Ingegneria dell'Innovazione

Centro Ecotekne Pal. O - S.P. 6, Lecce - Monteroni - LECCE (LE)

Ufficio, Piano terra

Telefono +39 0832 29 7759

Professore Aggregato Ricercatore Universitario in Propulsione Aerospaziale (ING/IND07)
Area di competenza:

She is Assistant Professor in the field of Aerospace Propulsion.  In 2003 she took the University Doctorate in Energy System and Environment  at University of Salento, Italy. In 2001 she took the Diploma Course in Industrial Fluid Dynamics, with honours, Von Karman Institute, Bruxelles, Belgium. In 2000 she took the University Degree in Material Engineering at  University of Salento, Italy.
The scientific activities were developed in the fields of unsteady and two-phase fluid-dynamic inside machines and apparatus, thermo and fluid dynamic applied to industrial processes simulation, cavitation in Diesel control valve, industrial energy applications and related environmental subjects, energy recovery from biomass, industrial processes. In the field of the aerospace propulsion, the research activities were developed in the fields of the use of the cryogenic fuels, with particular regard to the cavitation and to LOx/CH4 spray.
 

Curriculum Vitae

She is Assistant Professor in the field of Aerospace Propulsion, at the Faculty of  Engineering, University of Salento (Italy), Italy. The main research and professional activities were carried out in the fields of Aerospace Propulsion, Energy,Environment.  The main activities topics are Aerospace Propulsion, Combustion, Environmental Impact, Energy Saving.

In 2003 she took the University Doctorate in Energy System and Environment, with a thesis on "Two-phase flows for industrial applications", at University of Salento, Italy. In 2001 she took the Diploma Course in Industrial Fluid Dynamics, with honours, Von Karman Institute, Bruxelles, Belgium. In 2000 she took the University Degree in Material Engineering, thesis on "Fluid dynamic analysis of cavitation in machine", University of Salento, Italy.
She was involved in several basic and applied research and development projects, in collaboration with the industries. The projects regard applied fluid dynamic for industrial design, especially in the field of multiphase flows, experiments and simulations of cavitating flows, simulations of hydrofoils performances, simulation of combustion processes, NOx reduction in coal burners, artificial neural networking for wind power prediction. She was involved in the research activities of a national research program, in collaboration with other Universities, regarding the improvement of Diesel engines control, performing multiple and early injections, to control combustion behavior. During the project, the effects on Diesel combustion of the formation of a partial premixed charges were investigated, as well as the possibilities to innovative application of sensors for engine control and monitoring.
She is author of more than 100 papers, published in international journals or presented at international and national congresses and symposia. The scientific activities were developed in the fields of active flow control, combustion of lean flame, unsteady and two-phase fluid-dynamic inside machines and apparatus, thermo and fluid dynamic applied to industrial processes simulation, cavitation in Diesel control valve, industrial energy applications and related environmental subjects, energy recovery from biomass, industrial processes. In the field of the aerospace propulsion, the research activities were developed in the fields of the use of the cryogenic fuels, with particular regard to the cavitation effects, and in the field of mixing and combustion in LOx/CH4 spray under supercritical conditions.

 

 

 


 AERONAUTIC PROPULSION MOD.1 C.I. (6 CFU)

Theory

1) Types of Airbreathing Engines. Aircraft Propulsion Requirements.

2)Elements of Thermodynamics for Aero Propulsion ; Ideal & Real Engine Cycle Analysis. Parametric Cycle

Analysis.

3) Subsonic & Supersonic Inlets.

4) Turbomachiney: Axial Flow Compressors and Axial Flow Turbines.

5) Combustors.

6) Nozzles.

7) Airbreathing Engine System Considerations.

Exercise

Tutorials devoted to discussion and problem solving referred to the aeroengine

Gas turbine laboratory

Supervised laboratory exercise

 

TESTI CONSIGLIATI

Aerothermodynamics of Gas Turbine and Rocket Propulsion Gordon C. Oates eISBN: 978-1-60086-134-5

print ISBN: 978-1-56347-241-1 DOI: 10.2514/4.861345

• Hill, P., and Peterson, C., Mechanics and Thermodynamics of Propulsion, Addison-Wesley Publishing Co.,

1992,

• Course notes

 

 _______________________________________________________________________

SPACE PROPULSION MOD. 2 (6 CFU)

Theory

• Rocket Nozzles and Thrust. Performance and nozzle design. Convective Heat Transfer

• Combustion and Thermochemistry: Perfect gas law and thermodynamics review,equilibrium Thermochemistry, adiabatic flame temperature calculations, non-Equilibrium Flows. Rocket nozzle thermochemistry.

• Solid Rocket Motors: General description, interior ballistics, component design goals and constraints.

• Liquid Rocket Motors: General description, engine cycles, power balance calculations, component design fundamentals. Combustion of

Liquid Propellants ; Injection and Mixing ; Stability; Pressurization and Pump Cycles; Turbomachinery Performance

• Trajectory Analysis and staging. The rocket equation, vertical trajectories, multistage rockets.

• Electric Propulsion: General description and classification of electric propulsion systems, performance analysis.

• Hybrid rockets: Classification, Challenges, and Advantages of Hybrids

 

Exercise

Calculation of rocket nozzle flow field and calculation of liquid rocket performance with equilibrium chemistry

 

TESTI CONSIGLIATI

• P.G. Hill and C. R. Peterson, Mechanics and Thermodynamics of Propulsion, Addison Wesley, 2nd Edition,

1992.

• George P. Sutton, Oscar Biblarz, Rocket Propulsion Elements, 7th Edition John-Wiley & Sons, Ltd., ISBN: 0-

471-32642-9

 

 

 

The final exam consist of two part:

1)Written and oral examination covering all topics covered in course (mod I and mod II)

2)assignments and individual project

Ricevimento: Da concordare via email con il docente (mariagrazia.degiorgi@unisalento.it)

 

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Didattica

A.A. 2018/2019

AERONAUTIC PROPULSION MOD. 1 (ING-IND/07)

Corso di laurea AEROSPACE ENGINEERING

Lingua INGLESE

Crediti 6.0

Anno accademico di erogazione 2018/2019

Per immatricolati nel 2018/2019

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

SPACE PROPULSION MOD. 2 (ING-IND/07)

Corso di laurea AEROSPACE ENGINEERING

Lingua INGLESE

Crediti 6.0

Anno accademico di erogazione 2018/2019

Per immatricolati nel 2018/2019

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

A.A. 2017/2018

AERONAUTIC PROPULSION MOD. 1 (ING-IND/07)

Corso di laurea AEROSPACE ENGINEERING

Lingua INGLESE

Crediti 6.0

Anno accademico di erogazione 2017/2018

Per immatricolati nel 2017/2018

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

SPACE PROPULSION MOD. 2 (ING-IND/07)

Corso di laurea AEROSPACE ENGINEERING

Lingua INGLESE

Crediti 6.0

Anno accademico di erogazione 2017/2018

Per immatricolati nel 2017/2018

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

A.A. 2016/2017

AERONAUTIC PROPULSION MOD. 1 (ING-IND/07)

Corso di laurea AEROSPACE ENGINEERING

Crediti 6.0

Anno accademico di erogazione 2016/2017

Per immatricolati nel 2016/2017

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

SPACE PROPULSION MOD. 2 (ING-IND/07)

Corso di laurea AEROSPACE ENGINEERING

Crediti 6.0

Anno accademico di erogazione 2016/2017

Per immatricolati nel 2016/2017

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

A.A. 2015/2016

AERONAUTIC PROPULSION MOD. 1 (ING-IND/07)

Corso di laurea AEROSPACE ENGINEERING

Crediti 6.0

Anno accademico di erogazione 2015/2016

Per immatricolati nel 2015/2016

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

SPACE PROPULSION MOD. 2 (ING-IND/07)

Corso di laurea AEROSPACE ENGINEERING

Crediti 6.0

Anno accademico di erogazione 2015/2016

Per immatricolati nel 2015/2016

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

A.A. 2014/2015

AERONAUTIC PROPULSION MOD. 1 (ING-IND/07)

Corso di laurea AEROSPACE ENGINEERING

Crediti 6.0

Anno accademico di erogazione 2014/2015

Per immatricolati nel 2014/2015

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

SPACE PROPULSION MOD. 2 (ING-IND/07)

Corso di laurea AEROSPACE ENGINEERING

Crediti 6.0

Anno accademico di erogazione 2014/2015

Per immatricolati nel 2014/2015

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

A.A. 2013/2014

AERONAUTIC PROPULSION MOD. 1 (ING-IND/07)

Corso di laurea AEROSPACE ENGINEERING

Crediti 6.0

Anno accademico di erogazione 2013/2014

Per immatricolati nel 2013/2014

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

SPACE PROPULSION MOD. 2 (ING-IND/07)

Corso di laurea AEROSPACE ENGINEERING

Crediti 6.0

Anno accademico di erogazione 2013/2014

Per immatricolati nel 2013/2014

Struttura DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INNOVAZIONE

Percorso PERCORSO COMUNE

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AERONAUTIC PROPULSION MOD. 1 (ING-IND/07)

Corso di laurea AEROSPACE ENGINEERING

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/07

Anno accademico 2018/2019

Anno accademico di erogazione 2018/2019

Anno 1

Semestre Primo Semestre (dal 24/09/2018 al 21/12/2018)

Lingua INGLESE

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

AERONAUTIC PROPULSION MOD. 1 (ING-IND/07)
SPACE PROPULSION MOD. 2 (ING-IND/07)

Corso di laurea AEROSPACE ENGINEERING

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/07

Anno accademico 2018/2019

Anno accademico di erogazione 2018/2019

Anno 1

Semestre Primo Semestre (dal 24/09/2018 al 21/12/2018)

Lingua INGLESE

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

SPACE PROPULSION MOD. 2 (ING-IND/07)
AERONAUTIC PROPULSION MOD. 1 (ING-IND/07)

Corso di laurea AEROSPACE ENGINEERING

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/07

Anno accademico 2017/2018

Anno accademico di erogazione 2017/2018

Anno 1

Lingua INGLESE

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

AERONAUTIC PROPULSION MOD. 1 (ING-IND/07)
SPACE PROPULSION MOD. 2 (ING-IND/07)

Corso di laurea AEROSPACE ENGINEERING

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/07

Anno accademico 2017/2018

Anno accademico di erogazione 2017/2018

Anno 1

Lingua INGLESE

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

SPACE PROPULSION MOD. 2 (ING-IND/07)
AERONAUTIC PROPULSION MOD. 1 (ING-IND/07)

Corso di laurea AEROSPACE ENGINEERING

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/07

Anno accademico 2016/2017

Anno accademico di erogazione 2016/2017

Anno 1

Lingua INGLESE

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

AERONAUTIC PROPULSION MOD. 1 (ING-IND/07)
SPACE PROPULSION MOD. 2 (ING-IND/07)

Corso di laurea AEROSPACE ENGINEERING

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/07

Anno accademico 2016/2017

Anno accademico di erogazione 2016/2017

Anno 1

Lingua INGLESE

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

SPACE PROPULSION MOD. 2 (ING-IND/07)
AERONAUTIC PROPULSION MOD. 1 (ING-IND/07)

Corso di laurea AEROSPACE ENGINEERING

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/07

Anno accademico 2015/2016

Anno accademico di erogazione 2015/2016

Anno 1

Lingua INGLESE

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

AERONAUTIC PROPULSION MOD. 1 (ING-IND/07)
SPACE PROPULSION MOD. 2 (ING-IND/07)

Corso di laurea AEROSPACE ENGINEERING

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/07

Anno accademico 2015/2016

Anno accademico di erogazione 2015/2016

Anno 1

Lingua INGLESE

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

SPACE PROPULSION MOD. 2 (ING-IND/07)
AERONAUTIC PROPULSION MOD. 1 (ING-IND/07)

Corso di laurea AEROSPACE ENGINEERING

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/07

Anno accademico 2014/2015

Anno accademico di erogazione 2014/2015

Anno 1

Semestre Primo Semestre (dal 29/09/2014 al 13/01/2015)

Lingua INGLESE

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

AERONAUTIC PROPULSION MOD. 1 (ING-IND/07)
SPACE PROPULSION MOD. 2 (ING-IND/07)

Corso di laurea AEROSPACE ENGINEERING

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/07

Anno accademico 2014/2015

Anno accademico di erogazione 2014/2015

Anno 1

Semestre Primo Semestre (dal 29/09/2014 al 13/01/2015)

Lingua INGLESE

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

SPACE PROPULSION MOD. 2 (ING-IND/07)
AERONAUTIC PROPULSION MOD. 1 (ING-IND/07)

Corso di laurea AEROSPACE ENGINEERING

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/07

Anno accademico 2013/2014

Anno accademico di erogazione 2013/2014

Anno 1

Semestre Primo Semestre (dal 30/09/2013 al 21/12/2013)

Lingua INGLESE

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

AERONAUTIC PROPULSION MOD. 1 (ING-IND/07)
SPACE PROPULSION MOD. 2 (ING-IND/07)

Corso di laurea AEROSPACE ENGINEERING

Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/07

Anno accademico 2013/2014

Anno accademico di erogazione 2013/2014

Anno 1

Semestre Primo Semestre (dal 30/09/2013 al 21/12/2013)

Lingua INGLESE

Percorso PERCORSO COMUNE (999)

SPACE PROPULSION MOD. 2 (ING-IND/07)

Pubblicazioni

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Temi di ricerca

Le principali attività di ricerca hanno riguardato i temi dell'energia, delle macchine a fluido, dell'impatto Ambientale, e delle applicazioni energetiche per gli impianti industriali. Le principali attività di ricerca sono state svolte nel campo della fluidodinamica applicata e industriale, della combustione, delle turbo-macchine, dell'impatto ambientale, del risparmio energetico, della prevenzione degli inquinanti, del riciclaggio dei rifiuti, e della sicurezza industriale.

È autore di numerosi lavori, pubblicati su riviste internazionali o presentati a congressi e simposi internazionali. Le attività scientifiche hanno riguardato la fluidodinamica instazionaria e bifase all'interno di macchine e impianti, la termofluidodinamica applicata nei processi industriali. Nel campo della propulsione aerospaziale, le attività di ricerca sono state incentrate sul controllo attivo di flussi (per profili esterni o all'interno delle turbomacchine) e sui combustibili criogenici, con particolare riguardo allo studio della cavitazione e dello spray e il conseguente comportamento della combustione.

Nel campo delle energie rinnovabili, l'attività di ricerca è stata svolta, negli ultimi tempi, in particolare nel campo della previsione della potenza prodotta da un impianto eolico. Sono stati analizzati diversi modelli di previsione per eseguire una mappatura non-lineare e per fornire un valido approccio per la previsione dell'energia eolica. Oggetto delle analisi sono stati i modelli Auto regressivi del tipo Moving Average (ARMA), le reti neurali artificiali (ANN) e Adaptive Neuro-Fuzzy (ANFIS). Alcuni nuovi metodi ibridi sono stati analizzati e proposti, con l'applicazione delle Wavelet di Daubechies impiegate per realizzare un ulteriore livello discreto di decomposizione dei dati originali, in combinazione con RNA, ARMA e modelli ANFIS, al fine di prevedere la produzione di energia di un parco eolico. In particolare, i risultati ottenuti con e senza la decomposizione wavelet sono stati confrontati per ciascuna delle summenzionate tecniche (RNA, ARMA e ANFIS), studiando l'errore di previsione dei diversi sistemi per vari orizzonti previsionali; sono state poi calcolate e rappresentate anche le distribuzioni statistiche dell’ errore. Nel campo aerospaziale, le attività di ricerca ha riguardato i fenomeni di combustione con propellente liquido nei motori a razzo. La combustione avviene in condizioni operative ben al di sopra dei punti critici del fluido in cui le proprietà dei reagenti mostrano densità molto elevate (dello stesso ordine di grandezza del liquido), diffusività tipiche della fase gas e solubilità dipendenti dalla pressione. Vi è un grande interesse nello sviluppo di motori a razzo che utilizzano  metano e ossigeno liquido come propellenti. Nella studio numerico di fiamme con iniezione di LOX/CH4, la scelta del modello di combustione è un punto critico: esso deve essere accurato nella descrizione dei fenomeni ma dovrebbe essere caratterizzato da un basso costo computazionale. Diversi modelli di combustione sono stati utilizzati come l’approccio Eddy-dissipation finite-rate basato sulla chimica cinetica di Arrhenius, l’approccio equilibrium mixture fraction model (PDF) e l’approccio stazionario di tipo Flamelet. Sono stati utilizzati schemi che descrivono diverse cinetiche chimiche, come lo Skeletal e il Jones-Lindstedt, che permettono di limitare il numero di reazioni e le specie ma prendendo in considerazione anche le specie intermedie che si sviluppano nella fiamma. Infine, è stato usato un approccio euleriano utilizzando sia l'equazione di stato del gas ideale che reale; inoltre per una accurata simulazione della la fase discreta, è stato utilizzato un approccio euleriano della fase gas e un approccio lagrangiano per lo spray.

Il tema del controllo attivo del flusso è stata oggetto di studi e ricerche. In particolare, è stato modellato numericamente il comportamento di una singola barriera dielettrica di scarico (SDBD) di un attuatore plasma, studiando le sue applicazioni come attuatore di flusso. Il plasma agisce come una sorgente di moto per lo strato limite permettendo di rimanere attaccato su una grande porzione del profilo aerodinamico.

Le simulazioni RANS sono state eseguite utilizzando un codice CFD in cui l’azione del plasma è stata modellata come forza paraelettrica che agisce sulle particelle cariche nel flusso operante.

Utilizzando questo modello numerico, sono state simulate diverse condizioni operative su un profilo alare, dipendenti dalla direzione della forza, per studiare l'effetto della forza stessa sul flusso e sullo strato limite. La soluzione migliore per il controllo del flusso si realizza quando la forza che ha la componente nella direzione del flusso è positiva ed è presa in considerazione anche la componente normale al flusso. Infine, questo modello numerico è stato utilizzato per lo studio del potenziale degli attuatori al plasma, così da eliminare la separazione del flusso sulla pala di un compressore.

In particolare, lo studio si è incentrato sulla valutazione dell'aumento del rendimento del compressore a seconda della forza dell'attuatore e della posizione sulla pala.

Sono presenti diversi studi che utilizzano un'analisi numerica per studiare la riduzione della separazione dello strato limite negli stadi statorici subsonici con alto carico per mezzo di diverse tecniche di controllo attivo. In particolare tre diverse tecniche sono state applicate: l'attuazione per mezzo di  getto continuo, getto sintetico (SJA) con flusso medio di massa nullo ed attuazione al plasma. Utilizzando la modellazione numerica, è stato studiato l'effetto di attuatori plasma per ridurre la  separazione dello strato limite, aumentando il rendimento delle turbomacchine. Il confronto tra le diverse tipologie di attuazione dimostra che, riducendo le strutture di flusso secondario, ciascuna tecnica di attuazione influenza positivamente le prestazioni dello stadio statorico, anche se nel getto continuo i costi energetico del controllo sono rilevanti.