Che cosa si intende per Aerodinamica e descrizione

ESERCIZI

DETERMINARE α_i, C_D di UN VEICOLO

CON DATI: b=12m

  c=1m

  CL=0.6

SW: b·c = 12m²

A_e = π·b²/⁴=12²·π/⁴

CL = ²⁄_√π CL =

V_∞=50m/s

ρ=1.1 kg/m³

W=600kg

C_f=2

C_l,S=0

e_i = 0.6⁄_2√

α_g = ^CL⁄_2π + δ_e+Λ³ =

α_g = 0.076 [rad] = 4.38°

C_d = Cd0+Cdi+Cdfus+Ccarrello

Legge del seno

Nota: in aerodinamica, Bernoulli non funziona poiché si deve avere la condizione che il fluido sia inviscido. Nell'aerodinamica non vale la sovrapposizione a effetti poiché esiste l'effetto dell'interferenza.

Silicome posso scriverne:

• D = C_D &pgr; V² A ⇒ C_D = ^2D/&pgr;V²A = ^{2&bgr;V2A sin²α}/_&pgr;V²A = 2 sin²α
• L = C_L &pgr; V² A ⇒ C_L = ^2L/&pgr;V²A = ^{2&bgr;V2A2sinαcosα}/_&pgr;V²A = 2 sinα cosα

La forza aerodinamica ℝ, altro non è una variazione della quantità di moto ℝ = 𝔻Q = &pgr;V A sinα Silicome ℝ è scomponibile ho: L = ℝ cosα = &pgr;V²A sinα cosα D = ℝ sinα = &pgr;V²A sin²α

La forza aerodinamica agisce in un punto detto centro di pressione del profilo alare. Come cambia centro di pressione col variare di α?

Sulla lastra piana:

x₂ > x₁ ⇒ x₂ < x₁

Aumentando l'angolo α, sulla lastra piana, il centro di pressione è più indietro. Ma il peso rimane applicato allo stesso punto quindi generando poi un momento che tende ad autostabilizzarla.

Sui profili alari:

x₂ < x₁ ⇒ x₂ > x₁

Nei profili alari, invece, col aumentare di α, il centro di pressione è più in avanti. A differenza della lastra piana, in questo caso allora non avrò un momento autostabilizzante che regola la situazione, quindi non riesce a vibrare.

Flusso Inviscido

In genere posso separare in due zone:

• La zona oltre lo strato limite, dove il fluido è considerato inviscido, ovvero c'è la viscosità, ma il fluido non risente più gli suoi effetti. In questa zona è possibile utilizzare le equazioni di Eulero.
• La zona vicino alla superficie, all'interno dello strato limite, è chiamato viscoso e devo utilizzare le equazioni di Navier-Stokes.

Un fluido è:

• Newtoniano se la viscosità non cambia con la velocità.
• Etiche fluidi/Flusso dilatante se con l'aumentare della velocità aumenta anche la μ.
• Thixotropo se la viscosità varia col tempo.

Un corpo è considerato aerodinamico se ha lo scopo di generare la portanza ed avere una resistenza bassa, quindi con uno strato limite molto piccolo.

Corda Berlmann Equivalente

Quando lo strato limite è sottile, che corrisponde ad alti numeri di Reynolds e siamo molto lontani dalle condizioni di separazione, le linee di corrente sono molto simili a quelle del flusso inviscido attorno allo stesso oggetto.

In tali condizioni il flusso reale può essere considerato ad un flusso invisicido attorno ad un corpo equivalente, con le dimensioni modificate.

La tecnica per trovare questa misura di distorsione si utilizza displacement thickness.

Fluido inviscido :

ṁ^visc = ∫₀^δ ρv_∞ dy

Fluido viscoso :

ṁ^visc = ∫ ρ ⋅ v(y,t) dy = ∫₀^δ ρv∞ dy

Quanta variazione di portata c'è stata?

ṁ^w - ṁⁱⁿ⁼ ∫₀^δ ρ (v_∞ - v(y)) dy = ρv_∞ δ^*

con δ^* = ∫₀^{δ (1 - v(y)}/v_∞) dy

In pratica posso pensare la perdita della portata massica come se spostassi la lastra più in alto di δ^*, quindi

Quindi ai fini della forma, con la viscosità è come se aumentassi di uno

δ* = 0,35 ⋅ δ

Laminare

Lastra piana

δ* = 0,125 ⋅ δ

Turbulento

Lastra piana

La pressione non cambia il suo valore, ma cambia la sua parte dominante: da punto a punto cambia di direzione.

Lungo X ed Y la T è trascurabile perché sono piccoli e fanno la differenza e P ma è sotto. Più lunga è la T non posso trascurare perchè si sommano tutte.

Quindi lo sforzo vulgo Z non incide su N e quindi su D. Prima L = Nsσdσ x A = s ≤sHo dove σ picks Chax(A) posso dire che

Quindi, lunghezza non influenza su l'opera o la portanza. Quindi, posso dire che la viscosità non influenza la portanza, l'entale sulla resistenza non lo posso dire.

Il momento aerodinamico principalmente è generato dalla pressione poiché ha braccio M ax = corda, mentre quelli generati dagli sforzi viscsi hanno braccio massimo = spessore massimo e siccome hanno stesso verso sopra e sotto, si bilanciano.

Momento rispetto al bordo d'entrata

La portanza genera un momento, che va gestito in qualche modo. All'interno dell'ala teniamo un longherone che avrà luogo di reggere a tutti gli sforzi generati. Soltanto è situato sul naso e soggetto a delle forze elevate, e rinforzato, sulla struttura di O-Box (o rovesciato) generalmente sono due pezzi inaccanti dovuta alla impossibilità tecnologia

Ricapitolando:

• Spessore massimo % = ^tc/_c.100 -> 100% se il profilo è circolare;
• Posizione Camber MAX = 55+-58% della corda;
• Posizione spessore MAX = 45+-50% A

Di picolo e soprattutto non si fanno gli esperimenti oltre l'angolo di Stallo (3-4°) _RT a max a lungo Y;

Gli sforzi non influenzano lungo N, così come il momento aerodinamico poiché si bilanciano sopra e sotto. D dipende solo dalla pressione;

Le pressioni sono significative sul bordo di entrata e di uscita, poiché agiscono, affinché siano F noto vuoto, e dato che la resistenza è anche dovuta alla diff. di pressione tra l'entrata e l'uscita allora aumentando la pressione all'uscita riduce la resistenza.

D= DP + Dpresso pressione è possibile ridurlo con moto turbolento

N.B. P∞ è la pressione del flusso indisturbato nella galleria del vento.

È diverso dalla Patm, in genere P∞ < Patm poiché il flusso sviluppato viene

generato da un'aspirazione/depressione)

b) Misuro la pressione P₀ in un determinato punto del profilo con presa di

pressione e collegare insieme ad un altro canale che misura P₀ nello

stesso manometro tale che ho direttamente l'informazione di

P₀ - P∞ cioè ciò che mi serve per il calcolo di Cp]

Facendo delle letture, riesco ad ottenere tutti i Cp attorno al mio profilo alare.

In realtà, nelle prove di galleria di vento, applico dei schemi sul profilo per

realizzare la distribuzione di potenza rettangolare.

Ho una condizione di stallo se α l'angolo di attacco = 0° e oltre al quale

non c'è più linea di corrente. Dire che la resistenza, riguarda quella dovuta alla

silgioche ha sollevato. Cp₀ posso dire che la resistenza, riguardo quella dovuta alla

pressione, riguarda principalmente il bordo di entrata e di uscita.

Riesco a mettere molte prese di pressione sul mas, ma al bordo di uscita no.

Ed ecco perché non riesco a misurare la resistenza, ma la potenza

sì, (non gli importa il bordo poiché è più dominante lungo l'asse).

Come graficare Cp

Cp > 0 nelle parti di entrata e

uscita per curvatura di linea di corrente

Versi delle frecce sono:

• interno se Cp > 0
• esterno se Cp < 0

Ho una parte iniziale a Cp > 0 iniziando da

ristagno e decresce dovuto alla curvatura

del profilo, ed ad un certo punto, riguadagno

pressione (Cp), serve per ridurre la resistenza

senza raggiungere a Cp = 1

difformità è la differenza tra Cp_e - Cp_i, la sua

area ci riporta alla portanza

area estradosso

area intradosso