Prof.

GAMBAROTTA Agostino

Professore di I fascia
Parco Area delle Scienze, 181/A 43124 PARMA
Settore scientifico disciplinare:
MACCHINE A FLUIDO (ING-IND/08)
  • Curriculum Vitae
  • Insegnamenti
  • Incarichi
  • Ricerca

-Nato a Genova il 2/10/61.
-Ha conseguito la Maturità scientifica nel 1980.
-Laureato in Ingegneria Meccanica con il massimo dei voti e con lode presso la Facoltà di Ingegneria dell’Università di Genova nel dicembre 1985, con attribuzione della dignità di stampa alla tesi di laurea.
-Iscritto all’Albo degli Ingegneri della Provincia di Genova dal 1985.
-Dottore di Ricerca in Energetica (dottorato consortile tra il Politecnico di Milano e l’Università di Genova) nel settembre 1990.
-Ricercatore presso il Dipartimento di Ingegneria Energetica dell’Università di Genova dal 1.4.1990 al 31.10.1992.
-Professore Associato di “Sistemi per l’Energia e l’Ambiente” presso la Facoltà di Ingegneria dell’Università di Bologna dal 1/11/92 al 31/10/94, e presso la Facoltà di Ingegneria dell’Università di Genova dal 1/11/94 al 31/10/02; confermato nel ruolo di professore associato a decorrere dal 1/11/95.
-Professore Straordinario di “Macchine a Fluido” presso la Facoltà di Ingegneria dell’Università di Parma dal 1/11/02 al 31/10/05;
-Professore Ordinario di “Macchine a Fluido” presso la Facoltà di Ingegneria dell’Università di Parma dal 1/11/05.
-Membro dell’American Society of Mechanical Engineers (ASME) e della Society of Automotive Engineers (SAE).
-Referee scientifico per: ASME Internal Combustion Engine Division, ASME International Gas Turbine Institute, Journal of Energy, Journal of Energy Institute, Energy & Fuels, IEEE, International Federation for Automatic Controls-IFAC, Institute Francais du Petrole-IFP, Institution of Mechanical Engineers-IMechE, Journal of Testing and Evaluation, Society of Automotive Engineers-SAE.
-Valutatore per progetti di ricerca per il MIUR (progetti FIRB), per il Competence Center Energy and Mobility (CCEM) e per l'Università di Padova.
-Membro dell'Albo dei componenti dei nuclei ispettivi del GSE.
-Direttore del Centro Interdipartimentale per l'Energia e l'Ambiente-CIDEA dell'Università di Parma.

Attività didattica
-E’ stato Docente presso la Facoltà di Ingegneria dell’Università di Bologna dei corsi di Macchine ed Interazione tra le Macchine e l’Ambiente.
-E’ stato Docente presso la Facoltà di Ingegneria dell’Università di Genova dei corsi di Interazione tra le Macchine e l’Ambiente, Macchine, Sistemi Energetici.
-Attualmente è Docente presso la Facoltà di Ingegneria dell’Università di Parma dei corsi di Macchine AB (Ingegneria Meccanica), di Impatto Ambientale dei Sistemi Energetici nonchè, presso la Facoltà di Scienze MM.FF.NN. dell’Università di Parma del corso di Fisica Ambientale.
-Relatore di numerose tesi di laurea su tematiche relative al risparmio energetico, ai sistemi energetici ed all’impatto ambientale presso le Facoltà di Ingegneria delle Università di Genova, Bologna e Parma.

Attività di coordinamento
-Responsabile scientifico dell’Unità Operativa di Genova nell’ambito del Progetto Speciale CNR “Studio dei processi termofluidodinamici e delle tecniche per il contenimento delle emissioni nei motori alternativi a combustione interna” (coordinato dal prof.A.E.Catania) negli anni 1996, 1998 e 1999.
-Guest Editor di un numero speciale della rivista “MECCANICA” dell’AIMETA (n.5, vol.32, ottobre 1997) dedicato all’argomento “Control and Diagnostics in Automotive Applications”.
-Responsabile scientifico dell’Unità Operativa di Genova nell’ambito del Progetto di ricerca cofinanziato dal MURST “Sviluppo di metodologie innovative per la gestione ed il controllo del sistema di aspirazione e scarico di MCI automobilistici” (anni 2000-2001).
-Responsabile scientifico dell’Unità Operativa di Genova nell’ambito del Progetto di ricerca cofinanziato dal MIUR “Sviluppo di metodologie innovative per la progettazione di strategie per la gestione, in controllo e la diagnostica del sistema di aspirazione e scarico di MCI automobilistici” (anni 2002-2003).
-Technical Program Chairman di tre edizioni della Conferenza Internazionale su “Control and Diagnostics in Automotive Applications”, rispettivamente negli anni 1996, 1998 e 2001.
-Membro del Comitato Organizzatore della Giornata di Studio MIS-MAC VI, “Metodi di Sperimentazione nelle Macchine” (Genova, 1999).
-Collaboratore nello sviluppo di diversi programmi di ricerca finanziati da CEE, CNR, MPI-MURST.

Attività scientifica
L’attività scientifica è rivolta a due principali tematiche:
-Ottimizzazione ed integrazione dei Sistemi Energetici, con particolare riguardo agli aspetti legati alla riduzione dei consumi di energia primaria ed all’impatto ambientale attraverso il miglioramento delle efficienze di conversione dell’energia, l’applicazione di impianti cogenerativi e trigenerativi, l’utilizzazione delle fonti energetiche rinnovabili, l’applicazione di tecniche di “energy audit”, l’analisi delle caratteristiche tecniche, economiche ed ambientali dei sistemi energetici.
-Motori a Combustione Interna (MCI), con particolare riguardo al miglioramento delle prestazioni, dei consumi, e delle emissioni inquinanti dei motori automobilistici: in questo campo la ricerca sia sperimentale che teorica ha portato allo sviluppo di metodologie per la simulazione “real-time” di motori automobilistici finalizzate alla progettazione delle strategie di controllo e diagnostica ed alla ottimizzazione del funzionamento dei sistemi di post-trattamento dei gas di scarico.
I risultati dell’attività scientifica sono sintetizzati in numerose pubblicazioni presentate a congressi nazionali ed internazionali o pubblicate su riviste internazionali e nazionali.

L'attività scientifica del prof.ing.Agostino Gambarotta nel campo dei motori a combustione interna (MCI) è già da alcuni anni rivolta al miglioramento delle prestazioni ed alla riduzione delle emissioni dei propulsori automobilistici.
Essa si è concretizzata dapprima attraverso ampi studi sperimentali e teorici sul comportamento e sulle caratteristiche dei sistemi di aspirazione e scarico dei MCI automobilistici, con particolare riguardo alla sovralimentazione ed ai dispositivi per l'abbattimento delle emissioni usualmente impiegati nei MCI.
In questa direzione un primo tema di ricerca ha riguardato la caratterizzazione sperimentale del comportamento in condizioni di flusso sia stazionario che pulsante di componenti e sottoassiemi dei sistemi di aspirazione e scarico. In particolare è stato curato l’allestimento di una specifica apparecchiatura sperimentale per prove su componenti, ed è stato progettato e realizzato un originale dispositivo per la generazione di flussi pulsanti con caratteristiche controllate (frequenza, ampiezza e valore medio). Ciò ha permesso di sviluppare ampie indagini sulle caratteristiche prestazionali di compressori e turbine per sovralimentazione, considerando sia gli effetti di specifiche soluzioni costruttive e di sistemi di regolazione, sia l’influenza di condizioni di flusso pulsante sulle prestazioni delle macchine, giungendo quindi ad acquisire una significativa esperienza nel campo della turbosovralimentazione.
Successivamente la ricerca è stata estesa ad altri componenti ovvero a sottoassiemi dei circuiti di aspirazione e scarico, con particolare riferimento ai dispositivi di post-trattamento dei gas di scarico. In tal modo è stato possibile approfondire le conoscenze sul comportamento dei sistemi di aspirazione e scarico, considerando anche l’effetto di soluzioni quali il ricircolo dei gas di scarico e l’interazione del circuito di ricircolo (EGR) con il gruppo di sovralimentazione.
Sulla base delle esperienze acquisite sulle interazioni tra i diversi componenti nel reale funzionamento e della loro influenza sulle prestazioni e sulle emissioni del motore, l’attività di ricerca è stata rivolta allo studio delle problematiche legate al controllo delle portata d’aria e di gas ricircolati attraverso l’intervento sulla turbina e sulla valvola EGR. A tale scopo sono stati considerati sia sistemi di regolazione basati sull’impiego di una valvola di by-pass della turbina (waste-gate), sia di sistemi a geometria variabile, formulando alcune proposte per le relative strategie di controllo definite attraverso una procedura di ottimizzazione sperimentale condotta anche su motore al banco prova.
Alle approfondite indagini sperimentali è stato affiancato in tempi più recenti uno studio sistematico finalizzato alla definizione di procedure di calcolo per la simulazione teorica del comportamento dei componenti e del motore nel suo complesso. In questa direzione il primo passo ha portato alla realizzazione di un modello per la descrizione del comportamento in condizioni stazionarie del motore, ma ben presto l’attività di ricerca è stata rivolta allo sviluppo di modelli dinamici “real time” per la simulazione dei transitori sia del sistema di aspirazione e scarico che dell’intero motore.
L’obiettivo di questo studio, tuttora in corso, è lo sviluppo di strumenti di calcolo e metodologie per la progettazione ottimizzata del sistema di aspirazione e scarico e delle relative strategie di gestione e controllo. Allo scopo di definire procedure di simulazione che possano essere facilmente impiegate per MCI di differente tipologia, e più in generale per circuiti fluidodinamici diversi, la ricerca è stata impostata e condotta in maniera sistematica realizzando dapprima una specifica libreria di modelli elementari dei diversi componenti presenti nei sistemi di aspirazione e scarico, dedicando particolare attenzione alla definizione delle variabili dipendenti ed indipendenti per ciascun modello ed ai criteri da seguire per un loro corretto accoppiamento.
Uno specifico approccio è stato seguito per definire un algoritmo per la simulazione del processo di combustione: al fine di contenere i tempi di calcolo, nell’ambito di una collaborazione con ricercatori di altre aree scientifiche è stato impiegato con buoni risultati un metodo basato sulle Reti Neurali e su Support Vector Machines.
La libreria di modelli, continuamente ampliata ed affinata (anche sulla base delle esperienze del Responsabile Scientifico nell’ambito delle attività sperimentali descritte in precedenza), è stata quindi utilizzata per realizzare alcuni modelli “control-oriented” di MCI Diesel per autotrazione, dotati di turbosovralimentatore e di circuito per il ricircolo dei gas di scarico. Le procedure di calcolo così messe a punto hanno permesso di simulare il comportamento del motore sia in condizioni stazionarie che nei transitori tipici delle applicazioni automobilistiche, dimostrandosi in grado di operare in “real time” anche su elaboratori di media potenzialità.
I risultati ottenuti sono ampiamente descritti nelle pubblicazioni, anche a confronto con dati sperimentali rilevati su banchi prova del Centro Ricerche Fiat. Ciò ha permesso di verificare la versatilità delle procedure di calcolo e delle metodologie sviluppate per la costruzione di algoritmi per la simulazione “real time” di circuiti fluidodinamici complessi. In questa direzione si inserisce il presente progetto di ricerca, che potrà permettere di sviluppare le conoscenze sull’argomento e di mettere a disposizione di coloro che devono progettare il circuito di aspirazione e scarico e le relative strategie di controllo e diagnostica uno strumento di simulazione versatile ed in grado di operare in “real time”, a differenza di ciò che accade per molti modelli di calcolo anche di tipo commerciale.

Anno accademico di espletamento: 2019/2020

Anno accademico di espletamento: 2018/2019

Anno accademico di espletamento: 2017/2018

Anno accademico di espletamento: 2016/2017

Anno accademico di espletamento: 2015/2016

Anno accademico di espletamento: 2014/2015

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