31203 - AERODINAMICA DEGLI AEROMOBILI

Anno Accademico 2019/2020

  • Docente: Alessandro Talamelli
  • Crediti formativi: 9
  • SSD: ING-IND/06
  • Lingua di insegnamento: Italiano
  • Moduli: Alessandro Talamelli (Modulo 1) Alessandro Rossetti (Modulo 2)
  • Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 1) Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 2)
  • Campus: Forli
  • Corso: Laurea in Ingegneria aerospaziale (cod. 9234)

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, elaborando le conoscenze acquisite nei corsi di fisica di base e di fluidodinamica, lo studente sarà in grado di descrivere i principali meccanismi fisici alla base della generazione di portanza e resistenza sul velivolo o sui suoi singoli componenti, di effettuare numericamente, laddove ciò fosse possibile, una prima stima di tali grandezze e di elaborare possibili strategie di controllo.

Contenuti

MODULO 1: AERODINAMICA SUBSONICA (6 crediti)

1. RICHIAMI DI FLUIDODINAMICA Caratterizzazione dei fluidi e del loro moto –La particella fluida e sue proprietà – Richiami di cinematica - Le equazioni del moto – Il moto potenziale - Origine e dinamica della vorticità - Lo strato limite – Transizione e turbolenza – La Separazione - La scia - Definizione di corpi aerodinamici e corpi tozzi

2. I PROFILI ALARI Generalità - Forma e classificazione dei profili alari – Meccanismo di generazione della portanza - Distribuzione delle pressioni sui profili e loro prestazioni – Il comportamento ad alta incidenza e lo stallo dei profili alari - Valutazione numerica della portanza sui profili alari – Applicazione del metodo potenziale – Il flusso attorno al cilindro - Cenni alle trasformazioni conformi - Teoria dei profili sottili - Metodi a pannelli per i profili alari – Valutazione numerica della resistenza sui profili alari – La resistenza di attrito - Lastra piana ad incidenza nulla - Cenni ai metodi integrali – La resistenza di forma – Cenni sulla resistenza dei corpi tozzi – Interpretazione energetica della resistenza – La resistenza del cilindro – Sistemi di controllo della portanza e della resistenza - Sistemi di ipersostentazione - Effetti di comprimibilità – Correzioni di Gothard e Prandtl Glauert

3. L'ALA DI APERTURA FINITA Generalità - Campo di velocità e vorticità in un'ala di apertura finita - La scia e la resistenza indotta - Valutazione numerica della portanza sulle ali di apertura finita - Teoria della linea portante - Cenni sui metodi a pannelli - Effetti della presenza della freccia - Valutazione numerica della resistenza sulle ali di apertura finita - Cenni agli strati limite tridimensionali - Il progetto aerodinamico delle ali di apertura finita - Geometria e distribuzione di portanza lungo l'apertura alare - Lo stallo nell'ala di apertura finita - La polare dell'ala di apertura finita. L’ala a delta.

4. IL VELIVOLO COMPLETO Cenni sull'aerodinamica della fusoliera - La coda - La configurazione canard - Stima della polare del velivolo completo

MODULO 2: AERODINAMICA SUPERSONICA (3 crediti)

5. GENERALITA' SUI FLUSSI COMPRIMIBILI. Relazioni isoentropiche - Flussi 1D e urto normale. Flussi quasi 1D - Relazione aree velocità, flussi in ugelli e diffusori - Urti obliqui, la polare dell'urto. - L'equazione del potenziale - Metodo delle piccole perturbazioni - Flussi supersonici con piccole perturbazioni - Theoria di Ackeret per i profili sottili - Coefficienti di portanza e resistenza

6. FLUSSI ASSIALSIMMETRICI. Equazioni - Metodo delle piccole pertubazioni - Flusso su un cono - Teoria dei profili sottili - Metodo delle caratteristiche - Applicazioni aerodinamiche

7. FLUSSI TRIDIMENSIONALI. Introduzione - Ali non portanti - Ali a delta e a freccia - Metodo delle sorgenti e doppiette supersoniche

Testi/Bibliografia

Dispense del Docente

Elements of Fluid Dynamics – G. Buresti – Imperial College Press

Fundamentals of Aerodynamics – John D. Anderson – Third edition – Mc Graw Hill. ISBN: 0072373350

Applied Aerodynamics – A Digital Textbook – Ilan Kroo – Desktop Aeronautics Inc.

The Dynamics and Thermodynamics of Compressible Fluid Flow. - Ascher H. Shapiro Volume 1-Ronald Presss, 1953

Modern Compressible Flow with Historical Perspective, Anderson, J.D., Mc Graw Hill, 2nd edition, 2003

Metodi didattici

Lezioni ed esercitazioni frontali tenute dai docenti.

Durante il corso potranno essere organizzati seminari tenuti da personale altamente qualificato e riguardanti aspetti applicativi dell’aerodinamica degli aeromobili. Gli argomenti dei seminari svolti andranno a fare parte integrante del programma e potranno essere oggetto di verifica in sede di esame.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica avverrà tramite una seduta di esame durante la quale, in via preliminare, sarà assegnato un esercizio scritto. La correzione dello scritto avverrà seduta stante e sarà richiesta la sufficienza per il proseguimento dell’esame che avverrà mediante una verifica orale nella quale lo studente dovrà dimostrare una sufficiente padronanza degli argomenti presentati a lezione e di essere in grado di operare una sintesi delle conoscenze maturate.

Strumenti a supporto della didattica

Vengono utilizzate lavagna e proiezioni da computer.

Orario di ricevimento

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Consulta il sito web di Alessandro Rossetti