Domande orale Aerodinamica e gestione termica del veicolo

Domande orale di aerodinamica e gestionetermica del veicolo

Domande Romoli

• Corrente piana di Poiseuille (dimostrazione).
• Come cambia la trattazione di cui sopra se il flusso è turbolento (spiegazione) fine 1 orale.
• Equazioni di Bernoulli formula debole e forte e dove si usa la forma debole (dimostra).
• Da dove ricavi le equazioni del flusso a potenziale.
• Differenze di forma tra le equazioni del flusso a potenziale e NS.
• Turbolenze (in generale) NB Richardson Kolmogorev.
• Elencare le ipotesi di Kolmogorev (descrizione dettagliata a livello matematico).
• Perché la scala di Kolmogorev è molto importante e trattazione con Re.
• Equazione della quantità di moto (trattazione iniziale fino alla forma differenziale).
• Equazioni di NS e il significato fisico dei termini che lo compongono.
• Quali sono le forze che agiscono su un cilindro in un flusso a potenziale.
• Calcolare la distribuzione del cp attorno ad un cilindro.
• Equazioni di trasporto della vorticità e del vortex stretching.
• Significato fisico dei termini dell’equazione della vorticità in un tubo vorticoso.
• Deformazione di una particella fluida (puntualizzazione per rho costante).
• Definizione della vorticità.
• Relazione tra vorticità e rotazione (esempio della corrente di Couette e vortice elementare).
• Equazione macroscopica della massa.
• Corrente di Poiseuille.
• Equazione Bernoulli senso forte o debole e quando è considerabile una forza di governo.
• Equazione moto a potenziale e le condizioni al contorno di velocità.
• Considerazioni con le implicazioni del moto potenziale (studio della funzione di corrente per i flussi elementari).
• Differenze tra moto potenziale e equazione di Navier-Stokes.
• Navier-Stokes scritto con la notazione di Einstein e poi mediata.
• Caratteristiche di utilizzo RANS.
• Spettro energia cinetica quale parte è risolta o modellata dalla RANS (parte modellata è lo spettro).
• Fenomeno turbolenza e caratteristiche.
• Teoria di Richardson e di back scatter.
• Teoria di Kolmogorov e scala adimensionale di eta.
• Legame eta e numero di Reynolds e metodi computazionali associati.
• Flusso a potenziale: perché viene introdotta la teoria, flusso potenziale attorno al cilindro e forze sviluppate; calcolo velocità e cp attorno al cilindro (dimostrazione doppietta più flusso uniforme); grafico cp-teta, e grafico cp-cilindro. Cosa succede se aggiungo un vortice elementare? (Spiegazione).
• Bilancio della quantità di moto: bilancio forze esterne, dimostrazione, caso rho costante, caso viscosità costante, Navier-Stokes. Interpretazione fisica singoli termini (termine advettivo e diffusivo in particolare).
• Turbolenza: “caotico” e “casuale”, decomposizione di Reynolds, medie varie (d’insieme, temporale, spaziale), dove conviene usare una media piuttosto dell’altra. Esempi reali di medie d’insieme, temporali, spaziali. Esempio di turbolenza in decadimento per media d’insieme (applico gradiente di pressione su un canale piano e poi lo tolgo). Teoria Richardson e Kolmogorov e relative scale. Legame Re-scale. Perché la scala Kolmogorov è importante, ed a quale fenomeno è legata? (No dimostrazioni).
• RANS: breve descrizione e dimostrazione. Spettro di energia cinetica turbolento, e punto di taglio delle RANS nel grafico dello spettro (in funzione alla dimensione del dominio di analisi).
• Eq di Bernoulli forma forte e debole. Eq di governo del flusso a potenziale e metodo con cui viene risolto il sistema (ricavo potenziale, velocità e poi pressione). Perché viene studiato il flusso a potenziale? (Eq più semplici, vale la sovrapposizione degli effetti). Condizioni al bordo del moto a potenziale? x2.
• Turbolenza: introduzione e varie teorie (Richardson e Kolmogorov). Che analisi si fa quindi per studiarla? (Statistica). Scala di Kolmogorov importante perché? (Simulazioni numeriche DNS). Cosa significa la relazione lo/eta=re^3/4? (All’aumentare di Reynolds le scale diventano sempre più piccole quindi il costo computazionale aumenta). Come si ricava la scala di Kolmogorov e la relazione con il numero di Reynolds. x2.
• Dim. bilancio qdm e tetraedro di Cauchy. Ipotesi di Stokes per rappresentare il tensore. Lambda della seconda componente del tensore dij che fine fa? Per considerare un fluido newtoniano il tensore deve essere deviatorico e così trovo la relazione tra lambda e mu.
• Flusso a potenziale attorno al cilindro. Quali sono le forze che agiscono nel cilindro? Distribuzione del cp attorno ad un cilindro come lo trovo? (Eq Bernoulli). Se considero anche un vortice elementare?
• RANS, perché vengono usate e come si ricavano (parto da NS e considero la decomposizione di Reynolds e poi le medio. Mi compare il termine degli sforzi di Reynolds che dovrò modellare per simularne il comportamento. Per questo ho un costo computazionale minore). Cosa risolvo con le RANS? Il flusso medio e le scale più piccole le elimina. x2.
• Eq trasporto della vorticità e commento dei termini dal punto di vista fisico. (Termine diffusivo fa espandere il tubo).
• Corrente laminare di Poiseuille. Mostrare il profilo di v.