Domande orale Aerodinamica e gestione termica del veicolo

Domande settembre 2025

1. Qual è la differenza tra tensore e matrice?

   Una rappresentazione scalare non è sufficiente per descrivere un vettore velocità: allo stesso modo, una rappresentazione vettoriale non basta per descrivere uno stato tensionale. In altre parole, quando vogliamo identificare un campo di sforzi in un punto, non possiamo limitarci a un vettore, perché lo stato tensionale dipende dalla direzione del piano su cui agiscono le forze. Dal concetto di tensore: un tensore è una grandezza fisica che permette di rappresentare fenomeni che variano con la direzione, come le tensioni o le deformazioni. La matrice, invece, è uno strumento di algebra lineare, un modo per organizzare numeri in righe e colonne, e serve principalmente a fare calcoli o rappresentare il tensore in forma numerica. In sintesi, il tensore descrive il fenomeno fisico reale, mentre la matrice è solo la sua rappresentazione matematica. Il tensore, come espresso dal teorema di Cauchy, caratterizza un campo di sforzi e fornisce la normale al piano. Infatti, per identificare uno sforzo, serve: il punto e la normale.

2. Quali sono i 4 parametri della scia per i casi sub-critico, critico e super-critici

3. Bernoulli debole e forte e collegamento con sistema di equazioni moto a potenziale

4. Separazione strato limite e collegamento con Navier–Stokes

5. Condizione per la separazione

6. RANS

7. Flusso attorno al cilindro con discussione sull'andamento del Cd

8. Dimostrazione del fatto che per domini semplicemente connessi un flusso irrotazionale è anche a potenziale

9. Se su una vettura ho 2 punti di separazione uno più a valle dell'altro dove ho resistenza maggiore e perché? (Domanda bonus)

10. Equazione macroscopica di bilancio energia meccanica con collegamento a contenuto energetico della scia

11. 5 teoremi della vorticità

12. Effetti dinamici sull'aerodinamica di un veicolo

13. Teoremi della vorticità (Kelvin, Helmoltz e Wu) con dimostrazioni

14. Grafico andamenti contributi aerodinamici di Ahmed

Domande Romoli

Flusso laminare e turbolento

Come si descrive una corrente piana di Poiseuille? (dimostrazione)

1. Come cambia la trattazione se il flusso è turbolento?

2. Come è il profilo di velocità nel caso turbolento rispetto al laminare?

3. Come cambia la derivata a parete e la distribuzione degli sforzi tangenziali?

4. Quali sono le condizioni al contorno (BC) e iniziali (IC) necessarie per risolvere un flusso incomprimibile?

Equazioni di Bernoulli e flusso a potenziale

1. Quali sono le equazioni di Bernoulli in forma debole e forte? (dimostrazione)

2. Quando si usa la forma debole di Bernoulli e perché è chiamata così?

3. Come si ricavano le equazioni del flusso a potenziale?

4. Quali sono le differenze tra le equazioni del flusso a potenziale e le equazioni di Navier–Stokes?

5. Quali sono le condizioni al contorno per il moto a potenziale?

6. Perché il flusso a potenziale è utile in ingegneria?

7. Come si calcola la distribuzione del Cp attorno a un cilindro in un flusso potenziale?

8. Cosa succede se aggiungo un vortice elementare al flusso attorno a un cilindro?

9. Quali forze agiscono su un cilindro in un flusso a potenziale?

Turbolenza, Richardson e Kolmogorov

1. Cos’è la turbolenza e quali sono le sue caratteristiche principali?

2. Qual è il concetto di “caotico” e “casuale” in turbolenza?

3. Cos’è la decomposizione di Reynolds e quali tipi di media possono essere utilizzate (temporale, spaziale, d’insieme)?

4. Cosa descrive lo spettro di energia cinetica e quale parte è risolta o modellata dalle RANS?

5. Quali sono le teorie di Richardson e di Kolmogorov?

6. Quali sono le ipotesi di Kolmogorov a livello matematico?

7. Cos’è la scala di Kolmogorov e perché è importante per le simulazioni numeriche?

8. Qual è la relazione tra scala di Kolmogorov e numero di Reynolds?

9. /43 Cosa significa la relazione ?/η=Rl e o

10. Come si ricava la scala di Kolmogorov?

11. Quali analisi statistiche si fanno per studiare la turbolenza?

Navier–Stokes e equazioni di governo

1. Qual è l’equazione di bilancio della quantità di moto e come si interpreta fisicamente?

2. Quali sono i termini advettivo, diffusivo e di pressione nel bilancio della quantità di moto?

3. Come si scrivono le equazioni di Navier–Stokes usando la notazione di Einstein?

4. Come cambiano le NS se considerate mediate (RANS)?

5. Quali sono le caratteristiche e i vantaggi dell’uso delle RANS?

6. Come si applica la soluzione RANS a un canale piano?

7. Come si interpreta la deformazione di una particella fluida?

8. Come si descrive il flusso di Couette e la relazione tra vorticità e rotazione?

9. Qual è l’equazione di trasporto della vorticità e cosa rappresenta il termine di vortex stretching?

10. Qual è il significato fisico dei termini dell’equazione della vorticità in un tubo vorticoso?

Equazioni macroscopiche e postulati di Stokes

1. Qual è l’equazione macroscopica della massa?

2. Quali sono i postulati di Stokes per rappresentare il tensore degli sforzi?

3. Qual è la relazione tra i coefficienti di viscosità e il tensore deviatorico?

4. Come si considera un fluido newtoniano e quale ruolo ha nel tensore λ D ?ij

5. Come si calcola la deformazione di una particella fluida nel caso di densità costante?

Bilancio della quantità di moto

1. Come si effettua il bilancio della quantità di moto integrale?

2. Come si passa alla forma differenziale?

3. Come si interpretano fisicamente i termini della quantità di moto?

4. Come cambia il bilancio nel caso di viscosità costante o rho costante?

Flusso a potenziale e metodo di risoluzione

1. Come si risolve un flusso a potenziale usando il metodo con cui si ricava potenziale, velocità e pressione?

2. Quali sono i vantaggi della risoluzione del flusso a potenziale rispetto alle NS?

3. Come si studia la funzione di corrente per i flussi elementari?

Flusso attorno al cilindro

1. Come si calcola la distribuzione del Cp attorno a un cilindro?

2. Quali forze agiscono sul cilindro?

3. Quali considerazioni si devono fare introducendo un vortice elementare?

4. Come cambia il Cp-teta e il Cp-cilindro?

5. Qual è il confronto tra cilindro e profilo alare a pari resistenza?

Turbolenza, RANS e spettro energetico

Perché vengono utilizzate le RANS e come si ricavano dal NS tramite deco