09458 - FLUIDODINAMICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente possiede e sa applicare le conoscenze sulla fluidodinamica di base, in particolare le nozioni fondamentali di aerodinamica e gasdinamica, mediante tecniche analitiche e numeriche per la soluzione dei problemi di maggiore interesse per l'Ingegneria Aerospaziale.

Contenuti

Richiami sui sistemi di unità di misura. Cenni di analisi dimensionale. Concetto di fluido. Schema di mezzo continuo. Principali caratteristiche meccaniche e termodinamiche dei fluidi. Richiami sui campi scalari e vettoriali.

Statica dei fluidi. L'atmosfera standard internazionale.

Equazione di continuità. Equazione del moto dei fluidi: concetto di derivata sostanziale. Equazioni di Navier-Stokes e di Eulero. Schemi semplificati e loro validità: fluido ideale e fluido incomprimibile. L'esperienza di Reynolds. Moto di fluidi incomprimibili in condotti, in regime laminare e turbolento. Diagramma di Moody. Il teorema di Bernoulli per fluidi incomprimibili e per fluidi comprimibili.

Moto di fluidi ideali incomprimibili: moti piani; funzione di corrente; moti a potenziale. Potenziale di corrente uniforme, sorgente, dipolo e loro combinazioni; potenziale di vortice piano; corrente traslocircolatoria attorno al cerchio. Effetto Magnus. Teorema di Kutta-Joukowski.

Teoria di Glauert per lo studio dei profili sottili. Coefficiente di pressione. Coefficiente di portanza e di momento. Centro di pressione e centro aerodinamico.

Studio dello strato limite. Strato limite laminare e turbolento su lamina piana parallela alla corrente. Coefficiente di resistenza. Cenni sullo strato limite su profili curvi. Problemi di separazione. Corpi di cattiva penetrazione.

Teoria dell'ala finita. Distribuzione ellittica della circolazione e sue conseguenze. Resistenza indotta. Curve polari. Cataloghi e repertori di profili alari e loro uso.

Moto dei fluidi comprimibili. Correnti subsoniche. Comportamento di un profilo sottile in corrente subsonica. Numero di Mach critico. Moto isoentropico di fluido comprimibile in condotti di sezione variabile. Correnti supersoniche. Espansione infinitesima ed espansione di Prandtl-Meyer. Fenomeni di shock. Equazioni per lo shock obliquo. Polare di shock. Trasformazione di Rankine-Hugoniot. Variazione dei parametri fisici attraverso la linea di shock in funzione del numero di Mach normale. Fenomeni di shock negli ugelli. Comportamento di un profilo sottile in corrente supersonica. Efficienza di un  profilo. Cenni sulla teoria dei modelli e sulle gallerie aerodinamiche. Principi di funzionamento delle eliche.

 

Testi/Bibliografia

Mattioli: Aerodinamica. Ed. Levrotto & Bella, Torino

Quori: Aerodinamica. Ed. Levrotto & Bella, Torino

Houghton / Carpenter: Aerodynamics for Engineering Students. Ed. Arnold, London

Kuethe / Chow: Foundation of Aerodynamics. Ed. Wiley, New York

Gerhart / Gross / Hochstein: Fundamentals of Fluid Mechanics. Ed. Addison & Wesley

Metodi didattici

lezioni frontali

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

esame orale

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Gianbattista Scarpi