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progettare 424 SETTEMBRE 2019 79 magnetici, McKennon ha risolto un’equazione d’onda per il poten- ziale magnetico vettore nel dominio del tempo con il software Comsol Multiphysics. I risultati hanno per- messo di determinare le correnti associate, i campi elettrici e gli altri valori per quei punti, offrendo una comprensione del comportamento generale della corrente in tutta la struttura. Il caso isotropo sottosti- ma la quantità di corrente che at- traversa l’SPL, suggerendo così che una quantità maggiore di corrente attraversi il carbonio anziché l’SPL (figura 3). Il carbonio è composto da molti strati di fibre individuali. Ha un’alta conducibilità nella direzione delle fibre, ma non è affatto facile far entrare o uscire l’elettricità dal carbonio. Se troppa corrente deve attraversare un’interfaccia tra il car- bonio e qualcos’altro, molte delle fibre individuali potrebbero esse- re bruciate dal riscaldamento e/o dall’arco elettrico (figura 4). Il car- bonio sorregge i carichi principali della struttura: un danneggiamento qui riduce di molto la durata della pala e, in alcuni casi, può portare a un suo cedimento completo. Ecco perché una maggiore quantità di corrente nel carbonio è qualcosa che i progettisti vogliono evitare a tutti i costi. Il caso isotropo sovra- stima grandemente la quantità di corrente all’interno del carbonio perché ignora le reali resistenze dipendenti dall’orientamento (fi- gura 5). Quindi, considerato il suo grande volume e la lunghezza al- trettanto importante, il carbonio ap- pare come una via preferenziale per la corrente rispetto all’SPL, anche se in realtà non è così. Una stima tanto esagerata suggerisce ostacoli ulteriori che invece non esistono, rallentando così il processo di svi- luppo e portando verso un prodotto sovra-ingegnerizzato. Commenta McKennon: “Per modellare feno- meni fisici tanto complessi, biso- gna saper distinguere quello che è davvero importante dal semplice rumore di fondo; è necessario co- struire un modello con attenzione, passo dopo passo, per assicurarsi di non introdurre errori o false as- sunzioni che possono influenzare fortemente i risultati”. Risultati affidabili per prendere decisioni commerciali “La capacità di effettuare simulazioni in tempi brevi e modificare i modelli riduce di molto i rischi del program- ma e ci permette di ottenere dati di progettazione quasi on-demand - afferma McKennon -. Piuttosto che spendere tempo e denaro per fab- bricare prototipi complessi da testa- re, possiamo utilizzare Comsol per simulare i fenomeni fisici e ridurre drasticamente la portata del proble- ma in questi progetti. In molti casi, semplicemente non è possibile mi- surare i dati critici su prototipi reali: occorrono la simulazione e l’analisi per colmare le lacune”. “Nel nostro settore, il tempo è dena- ro e i nostri clienti sono soddisfatti del servizio che possiamo offrire grazie a queste risorse. In effetti, alcuni utenti hanno una tale fiducia nella validità delle nostre simulazio- ni che hanno cominciato a prendere decisioni commerciali su larga scala basandosi unicamente sui nostri risultati, con una minima verifica sperimentale. Con una simile posta in gioco, non possiamo permetterci di commettere errori. E Comsol è uno strumento prezioso: abbiamo fiducia nell’accuratezza con cui de- scrive gli eventi del mondo reale”. G. Dagastine, Comsol. 5. Il grafico mostra i livelli di corrente nel caso di carbonio isotropo e anisotropo. Current flowing through carbon 120 100 80 60 40 20 0 0 100 Current (kA) Time (µs) 200 300 400 Current, Isotropic Current, Anisotropic