Meccanica dei Fluidi - Flussi esterni

Lez. 20

martedì 17 novembre 2009

ARGOMENTI LEZIONI:

1. Campo di moto attorno a profilo alare:
   • Fluido ideale.
   • Fluido reale.
     • Strato limite laminare.
     • Strato limite laminare turbolento.

Flussi esterni

Fine e quarto lezione di geofluid. CIRCOLAZIONE il flusso ─ flusso interno

Ora lo geometria: CIRCOLAZIONE geofluid. l'oggetto nel flusso ─ FLUSSO ESTERNO.

I flussi interni vengono studiati per capire quali forze sono esercitate sulla geometria considerata.

Un flusso esterno non ha un contorno definiti da nostre interfacce controlli con gli sfiori; per determinare le forze devo disegnare i campi di moto, che possiamo esprimo in diversi modi:

• RISOLUZIONE NUMERICA (MATCH DI PARIS LES)
• ESPERIENZE ESPERIMENTI (galleria del vento)

Esistono tre grossi filoni di studio, attraverso le forme è fondamentale conoscere la FENOMENOLOGIA DEL CAMPO DI MOTO.

1) CAMPO DI MOTO ATTORNO AD UN PROFILO ALARE

2) FLUIDO IDEALE

Def. CORPO AFFUSOLATO 3D Tozzo:

intersezione del piano e volumi lungo l'asse X

Intersezione col piano x, corpo lungo l'202ma X L

X è lunga ≤ corpo lungo l'asse X/2

AFFUSOLATO: X L

e Tozzo: X/2 ≤ L

Def. PROFILO Alare: Corpo affusolato con un piano di simmetria parallelo al piano ma dei, rispetto al moto.

Considero il caso in cui il profilo alare è in movimento a velocità costante all'interno di un fluido IDEALE fermo:

La interazione precede il punto che in un sistema relatività ridicolo al corpo è equivalente al caso il corpo fermo immerso un fluido il relativo è costante.

A → PUNTO DI ATTACCO Punti in cui in relativa il flusso i nulla. Der de il corpo è 3D A S.U non la pressione

B → PUNTO DI USCITA nel piano complessivo del BORDO DI ATTACCO/USCITA

Assenendo curve fluidi ideale, ovvero non viscose, il fluido n.e è permesso il rincondrei lungo il corpo.​

ESISTONO DELLE LINEE E le correnti apparuente al corpo REI PUNTO DI ATTACCO SI GELERBANZA È LINEE DI CORRENTE CHE SI RAGGIUNGCAO DEL PUNTO DI USCITA A = B O scorre punti in inglesestrata numerica.

Pressione Viscus dei terminou il borduro passa dal A U in in relazioni e minima il mezzo in pressione

Che si riconducono nel punto di uscita ⇒ A e B sono punti di “singolarità” matematica. ⇒ Dovendo mettere il sistema di Bernoulli prende A e L in quanto in lui le velocità Tmin sono i punti a pressione. ⇒ Se considero movimenti stazionari e L è sufficiente considerare invece una particella che scende in un tratto curvato il fluido incomincia a variare. Se considero movimenti regulari le quattro variabile come per le linee di flusso e incomincio a varia pure meno valido il metodo: velocità il Flun numeri di capa aumentato le velocità minime press. M infermo Il numero di r massino. In tutto il campo il moto le componenti lungo la torsione ovvida e postizia.

b) Fluido reale

In coesione al fluido reale non potendo trascurare le incidenze che vando le condizioni di non scivolamento: le velocità del fluido in corrispondenza del capo ed uguali nulle sul capo e del capo. ⇒ Le linee del flusso si incurvano in una parte romontata:

I) strato limite laminare

Quando instra l'attrito del nodo apparire 's', per capire questo reale è ridice l'u di Navier-Stokes. Per molte naquesti di N-S dove aggiurno un numero e riportano invece il reparto interusito e ritorno di ortnor del grafico (interno azione vibere tangibile livello suttano). Di tutti sto considerando un coeff approsito poter 'confrontal por' inciso ovimbo lungo il profilo con L non e le t dimensioninon assumo.

Eq il N-S :_{⟸ + ⟹ + ⟹ = 0} ⇒ continuità

1. ⋅ ⟸ +U(⟷ + ⟹) = −⟸ + (²⟸ + ²⟷)

Lez. 21

martedì 17 novembre 2020 16:25

ARGOMENTI LEZIONI:

Flussi esterni:

1. Forze esercitate su un corpo.
• Metodi per determinare le forze di drag & lift

1. FORZE ESERCITATE DA UN FLUSSO ESTERNO

Per studiare la forza di esercita un flusso esterno su un corpo studiamo il caso di: corpo ombra poi simmetria e alla regione considerata. → permetto di trascurate lainserita di un fluente costante lungo una direzione.

Considera una superficie infinissima dA. Questa infinitesa da un flusso sarà soggetta aapprontomeno “nominile” e tangenziale “ε”.

Considera gli infonsi permi calcolato la forza infinissie netterno l’ante:

dF_x, dF_y

dF_x = ρ u dA cosΘ + c² dA sinΘdF_x = -ρ u dA sinΘ + c² dA cosΘ

Per rinvocare la forza COMPLESSIVA agente nell’intero corpo deve integrore le compostinella superficie di contorno del corpo:

F_x = ∫ dF_x = ∫ ρ cosΘ dA + ∫ c² sinΘ dA → FORZA NELLA DIREZIONE DEL FLUSSO

F_y = ∫ dF_y = ∫ ρ sinΘ dA + ∫ c² cosΘ dA → FORZA NELLA DIREZIONE ⟘ AL FLUSSO

Def. DRAG o RESISTENZA: F_x

Def. LIFT o PORTANZA: F_y

Come si può notare le forze di drag e lift sono costituito da due composti:

∫(f-(mino+cosΘ) dA = COMPMONTE DI PRESSIONE (o DI FORMA)

a) R_e < 1 → FLUSSO DI STOKES

Considerazioni analoghe a corpo affondatore:

Campo di moto simmetrico monte-valle: non c’è separazione.

b) 1 < R_e < 50

BOLLE STAZIONARIE (forma a delta)

Sono definite stazionarie perch&ecute; rimanendo il tutto costante le loro forme non variano.

Il flusso si rinstaura in dolstrom della sfera all'aumentare il Regradia.

c) 50 < R_e < 10³

SCIA OSCILLANTE DI VON KARMAN.

Si innesca in uscita alternativamente monte e valle in frequenza si innesca a un numero ben preciso.

Questo fenomenocomporta un problema: quando si innesca in quelle norme si genera una pressione negativa che genera a sua volta una forza in interazioni delle pressioni negative.

Dato che l'anticipo oscillante del fenomeno oscillante anche la forza vera oscillante creando problemi di risonanza.

d) 10³ < R_e < 10⁵ STRATO LIMITE LAMINARE

SCIA TURBOLENTA

I punti S non finiti e non variano mandi con Reynolds, mentre per cui onde la forma delle non varia. La scia si conosce in variazioni la presentu si pr questo inflinua sul drago.

Studiamo l’andamento di Pe lungo il profilo del corpo.

Soluzione: Sappiamo che per determinati intervalli di un gruppo adimensionale le variabili ingioco non è influenzato dal gruppo adimensionale preso in considerazione (autosimiglitudine).

Dove è possibile non tenere in reazione di gruppo adimensionali il grande omofilo sianouguali; devono appartiene ad intervelli di valori di requisiti l’autosimiglitudine.

Tornando all’esempio:

Fluido: aria

Protòtipo: V = 100 Km/h l = 5m => _Re = 5,35•10⁷ (M.A.T.) i = 0,038 C_d (Flusso incomprimibile)

Modello: V = ? l = 50cm

Densità: _pp = _pu v_u = 1600 Km/h (galleria)

_Reu = Rit: _U V_V = _{nFlusso comprimibile}

Se _U/_n = ₇/^U: V’ = 100 Km/h (accettabile)

Verifica: _Reuc = _SUd = 5,35•10⁶ e _Re --> M.A.T. => OH