Domande esame Aerodinamica

DOMANDE ROMOLI

1. Corrente piana di Poiseuille (DIMOSTRAZIONE)

2. Come cambia la trattazione di cui sopra se il flusso è turbolento (spiegazione) fine 1 orale

3. Equazioni di bernuolli formula debole e forte e dove si usa la forma debole

(DIMOSTRAZIO

4. Come si scrive il termine di vorticità curl(curl(v))

5. Da dove ricavi le equazioni del flusso a potenziale

6. Differenze di forma tra le equazioni del flusso a potenziale e NS

7. Turbolenze (in generale) NB Richardson Kolmogorev

8. Elencare le ipotesi di kolmogorev (descrizione dettagliata a livello matematico)

9. Perché la scala di kolmogorev è molto importante e trattazione con Re

10. Equazione della quantità di moto (trattazione iniziale fino alla forma differenziale)

11. Equazioni di NS e il significato fisico dei termini che lo compongono

12. Quali sono le forze che agiscono su un cilindro in un flusso a potenziale

13. Calcolare la distribuzione del cp attorno ad un cilindro

14. Equazioni di trasporto della vorticità e del vortex streching

15. Significato fisico dei termini dell’equazione della vorticità in un tubo vorticoso

16. Deformazione di una particella fluida (puntualizzazione per rho costante)

17. Definizione della vorticità

18. Relazione tra vorticità e rotazione (esempio della corrente di couette e vortice elementare)

19. Equazione macroscopica della massa

20. Corrente di poiseuille

21. Equazione bernulli senso forte o debole e quando è considerabile una forza di governo

22. Equazione moto a potenziale e le condizioni al contorno di velocità

23. Considerazioni con le implicazioni del moto potenziale ( studio della funzione di corrente

per i flussi elementari)

24. Differenze tra moto potenziale e equazione di navier-stokes

25. Navier-stokes scritto con la notazione di Einstein e poi mediata

26. Caratteristiche di utilizzo Rans

27. Spettro energia cinetica quale parte è risolta o modellata dalla Rans (parte modellato è lo

spettro).

28. Fenomeno turbolenza e caratteristiche

29. Teoria di Richardson e di back scatter

30. Teoria di Kolmogorov e scala adimensionale di eta

31. Legame eta e numero di Reynolds e metodi computazionali associati

32. Flusso a potenziale: perché viene introdotta la teoria, flusso potenziale attorno al cilindro e

forze svil uppate; 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)

33. Bilancio della quantità di moto: bilancio forze esterne, dimostrazione, caso ro costante,

caso viscosità costante, Navier-Stokes. Interpretazione fisica singoli termini (termine

advettivo e diffusivo in particolare).

34. 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).

35. Rans: breve descrizione e dimostrazione. S pettro di energia cinetica turbolento, e punto di

taglio delle rans nel grafico dello spettro (in funzione alla dimensione del dominio di

analisi).

36. 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). Perchè viene studiato il

flusso a potenziale?(eq più semplici, vale la sovrapposizione degli effetti). condizioni al

bordo del moto a potenziale? x2

37. Turbolenza: introduzione e varie teorie(Richardson e kolmogorov). Che analisi si fa quindi

per studiarla? (statistica). scala di kolmogorov importante perchè? (simulazioni numeriche

dns). cosa significa la relazione lo/eta=re^(¾) ? (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

38. 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.

39. 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?

40. Rans, perchè 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

41. eq trasporto della vorticità e commento dei termini dal punto di vista fisico. (termine

diffusivo fa espandere il tubo)

42. corrente laminare di poiseille. Mostrare il profilo di velocità. Differenze caso laminare e

turbolenti (sforzi turbolenti). com’è il profilo di velocità nel caso turbolento? la derivata a

parete è maggiore ed è simmetrico.

43. eq di governo di un flusso incomprimibile (conservazione massa e qdm). Per risolvere il

sistema servono anche le BC e IC, quali sono le BC? e le condizioni sulla pressione? non

sono necessarie per risolverle però in alcuni algoritmi serve.

44. Perché è importante la scala di Kolmogorov in una simulazione numerica?

45. Teorema di Bernoulli in forma forte e forma debole (dimostrazioni)

46. Perché la forma debole viene chiamata in questo modo?

47. Equazioni di governo del moto a potenziale x2

48. Bilancio della quantità di moto

49. Postulati di Stokes

50. Relazione tra i coefficienti di viscosità

51. Forma differenziale del bilancio della quantità di moto

52. Interpretazione dei termini del bilancio della quantità di moto

53. RANS

54. Soluzione RANS per canale piano

55. Deformazione della particella fluida

56. Flusso di Couette

57. Quali sono i vantaggi nella risoluzione delle equazioni del moto a potenziale rispetto alla

risoluzione delle NS?

58. Turbolenza (introduzione generale)

59. Teoria di Richardson e di Kolmogorov

60. Come posso legare la scala di Kolmogorov al numero di Reynolds?

61. Equazioni di governo di flusso incomprimibile (conservazione massa e bilancio quantità di

moto)

62. Equazione di trasporto della vorticità

DOMANDE STALIO

Note: non divagare, ragionare e rispondere in modo semplice e preciso. Se si divaga o si

risponde in maniera frettolosa, il professore si innervosisce.

1) Contenuto energetico della scia (discutere dei 4 parametri per la valutazione del contenuto

energetico di una scia )

2) Discutere i teoremi di Kelvin, Helmholtz 1,2 (ipotesi iniziali e tesi sostenuta)

● Dove viene usato il teorema di Kelvin

3) Come calcolare il gradiente di pressione nel centro un vortice

4) Perché l’Audi A2 ha un grosso alettone nel posteriore ( slide 34 aerodinamica veicoli)

5) Funzionamento del diffusore di una vettura (in particolare l’isteresi del diffusore) (chiesta 2

volte)

● Spiegazione della separazione nel diffusore ( discutere di come avviene la

separazione e perché c’è gradiente di pressione adverso nel diffusore)

6) Metodo di iterazione ( definizione spessore di spostamento, spiegazione di come risolvere

un flusso con il metodo di interazione)

7) Definizione di Cpt (dimostrazione tramite equazione, e spiegazione di come la dissipazione

viscosa influisce sul parametro)

8) Resistenza indotta nelle ali 3D ( triangoli delle forze)

● Winglets

● CDi indotto

● Dimostrazione distribuzione ellittica della corda sull’ala

9) Spoiler anteriore Opel (funzione della modifica introdotta nello spoiler anteriore della opel)

10) Dimostrazione teorema di Bernoulli in forma debole e in forma forte (attenzione al prodotto

w*v)

11) Dimostrare che un moto irrotazionale è anche un moto potenziale

12) Definizione del Cp, Cpt e disegno della distribuzione del Cp in un automobile

13) Diagramma cp di un profilo alare

14) Contenuto energetico della scia legato alla resistenza (D=Eo)

15) Ipotesi del continuo

16) Vortice di partenza (schema e discussione del fenomeno)

17) Condizioni per la separazione (schema, dimostrazione deltaP/deltax)

18) Parametri geometrici del diffusore industriale che portano a separazione

19) Resistenza aereo ali a delta rispetto a uno con ali tradizionali

20) Matrice di rigidezza (tra parte meccanica e parte aerodinamica, è la dimostrazione con

matrici )

21) Strato limite secondo prandtl (equazione non dimensionale)

22) Il vortice di Partenza

23) Come avviene fisicamente il moto di separazione

24) CORPI TOZZI: aerodinamica dei parallelepipedi e coefficiente di resistenza

25) come un’ala può generare Portanza. (bilancio integrale della quantità di moto)

26) Spessore di spostamento

27) Moto Potenziale Irrotazionale (dimostrazione)

28) Legame delle grandezze fisiche in gioco nel caso di una vettura da corsa, quando questa

affronta le curve.

29) Flusso e aerodinamica del cilindro.

30) Fenomeno del vortex shedding.

31) Equazione che determina la resistenza di forma per un corpo.

32) Eq moto a potenziale

33) Forma debole Bernoulli; posso usarla nel moto a potenziale, quindi per esempio fuori dallo

strato limite, dove non ho vorticità, oppure non posso usarla in casi di fluidodinamica

interna perché c’è una grande vorticità (si vede dai profili di velocità) e non dà risultati reali

34) Effetti dinamica veicolo su aerodinamica(rigidezza efficace per modello a una ruota, matrice

rigidezze per il modello a due ruote)

35) Vortice di partenza

36) Vortex stretching, si lega al 2 th Helmotz

37) Resistenza indotta, esempio audi A2, con spoiler per diminuire L e quindi Di

38) Definizione moto a potenziale con dimostrazione con Stokes(v*dl non dipende dal percorso)

39) Eq bilancio macroscopica en meccanica; discutere i termini a destra

40) Strato limite su superficie curva

41) 3 postulati di Stokes per il tensore sforzi

42) Presenza di vorticità nello strato limite (dimostrazione con circuitazione sulla lastra piana)

43) Metodo iterativo, spessore di spostamento

44) CN separazione – apg

45) Confronto a pari resistenza tra il cilindro e il profilo alare

46) Dimostrazione aumento della vorticità nel tubo vorticoso

47) EFFETTO SUOLO SUL DIFFUSORE

(Grafico di CL e spiegazione