INGEGNERIA

Giorgio Buonanno, Ph.D.
Associate Professor of Applied Thermodynamics
Di.M.S.A.T. - University of Cassino

Titolo dell'opera

Ten years of experience in modelling pressure balances
in liquid media up to few GPa

Autori

Giorgio Buonanno
Giorgio Ficco
Gaspare Giovinco
Gianfranco Molinar Min Beciet

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Abstract

The IMGC-CNR, now INRIM, started in 1988 the development of analytical methods associated with FORTRAN software with the iterative aim of calculating the pressure distribution in piston-cylinder clearances and the main metrological Characteristics of piston-cylinder units. In 1996 the cooperation between the IMGC-CNR and the University of Cassino started due to the latter vast experience in handling finite element methods (FEM). Having been engaged in these studies for more than 10 years, we decided to write down our experiences, in order to be able to contribute to the scientific debate on the problems of the uncertai! nty of modern pressure balances. We decided to write this book in a open way, making it accessible to all our colleagues on internet and publishing it for free distribution, as we are primarily interested to gain experience all together. The following main topics are reported in the chapters of the book: generalities on the pressure scale, description of pressure balances for pressure measurements in liquids up to 3 GPa, derivation of the measurement uncertainty for pressure balances; theoretical methods used to derive the effective area Ae and the pressure distortion coefficient with the presentation of the iterative numerical methods used; some important aspects of the finite element methods (FEM), details of experiences gained within the EUROMET Project #463, a follow up of the EUROMET Project #740 for the calculation of A0, the collaborations with different international institutes and companies.

Dal 1988 l’IMGC-CNR, ora INRIM, ha iniziato lo sviluppo di metodi analitici con l’ausilio di software FORTRAN con lo scopo di calcolare la distribuzione di pressione nel gioco e le principali caratteristiche metrologiche di bilance di pressione. Nel 1996 è iniziata una collaborazione tra l’IMGC-CNR e l’Università di Cassino per la solida esperienza maturata da quest’ultima nell’utilizzo di metodi numerici agli elementi finiti (FEM). I risultati delle attività di ricerca condotte congiuntamente nel corso di più di 10 anni sono stati raccolti in un libro al fine di contribuire al dibattito scientifico su problematiche relative all’incertezza di misura di bilance di pressione. Si è deciso di rendere accessibile la divulgazione del libro a tutti i colleghi del settore sulla ba! se di una pubblicazione gratuita on-line, con l’obiettivo primario di aumentare l’esperienza di tutti i ricercatori interessati. Nei capitoli del libro sono riportati i seguenti argomenti principali: generalità sulla scala di pressione,  descrizione di bilance di pressione per misure in mezzo liquido fino a 3 GPa,  stima dell’incertezza di misura per bilance di pressione, metodi teorici per la determinazione dell’area effettiva Ae e del coefficiente delle distorsioni elastiche con la presentazione del metodo numerico iterativo sviluppato, aspetti peculiari del metodo agli elementi finiti (FEM), dettagli dell’esperienza maturata all’interno del progetto EUROMET Project #463 e progetto EUROMET Project #740 per il calcolo dell’area effettiva in condizioni di riferimento A0, la collaborazione con i principali istituti di metrologia e le aziende del settore.