Esercitazione Aerodinamica e gestione termica del veicolo

E

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Mi

⑪ Scritto di Aerodinamica - 13 giugno 2022

Figura 1: Profilo alare e volume di controllo

Un profilo alare viene sottoposto a prove in una galleria del vento. La

corda è m, la velocità indisturbata è m/s, l’angolo di

c = 0.75 v = 10

1

attacco del profilo è deg. Il volume di controllo disegnato in figura 1 è

= 5

delimitato dal lato di lunghezza m, mentre m. Il campo

ad ` = 1.8 ` = 2.0

ad bc

di moto è ortogonale sia al lato che a I lati e corrispondono a

ad bc. ab cd

linee di corrente e la pressione è molto prossima al valore indisturbato p = p 1

sulla superficie esterna del volume di controllo.

1. Calcolare la velocità media all’uscita

[v] bc.

2

2. Calcolare la resistenza per unità di profondità del profilo per un coef-

ficiente di ragguaglio della quantità di moto che tiene conto

↵ = 1.1,

2

della non uniformità del profilo di velocità in uscita bc:

Z 22

dS (1)

·

⇢ ~

v

~

v ~

n = ↵ ⇢ [v] S ~

n

2 2

S 2

3. Calcolare la dissipazione viscosa tra ingresso e uscita del volume di

controllo in J/kg utilizzando un coefficiente di ragguaglio dell’energia-

cinetica = 1.12.

2 Z 2

2

v [v]

dS (2)

·

⇢ ~

v ~

n = ṁ

2

2 2

S 2

4. Calcolare il coefficiente di pressione totale medio sul lato

c bc.

pt

5. Calcolare il cefficiente di portanza sapendo che il coefficiente di pressio-

ne medio sull’intradosso è mentre sull’estradosso

[c ] = 0.3 [c ] = 0.5.

p p

Usare nei calcoli.

cos( ) = 0.99

1) le

3

[u

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2) l'agazione

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,

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⑫ Scritto di Aerodinamica - 4 luglio 2022

Figura 1: Blue hornet

Un veicolo partecipante alla Eco Marathon 2015 ha forma affusolata e tre

ruote lenticolari parzialmente incluse nella carrozzeria. La massa del veicolo

incluso il pilota è kg, l’area frontale m .

2

m = 75 A = 0.4

1. Calcolare il minimo raggio di curvatura del veicolo a una velocità u =

1

m/s (si può usare m/s), quando la massa del veicolo

6.67 u = 20/3

1

incluso il conducente è di 75 kg, il coefficiente di portanza della vettura è

he know e il coefficiente di adesione laterale degli pneumatici è

un C = 0.1 k = 1.1.

lievemente L l

Gatteristia Per fornire la risposta si distribuisca tutto il carico verticale uniformemente

deportanza

di sulle tre ruote. dell'equaz

dividendo divide

l'area

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3 parte

aerodinamici este

SX

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gli effetti

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,

p3)

edx

sx

2. Calcolare il coefficiente di resistenza aerodinamica sapendo che la potenza

complessiva spesa per l’avanzamento della vettura alla è di 34.61 W

u 1

mentre la potenza spesa per il rotolamento delle tre ruote è di 27.50 W.

Si trascuri il contributo della ventilation drag.

I profili laminari di velocità poco a valle del punto di ristagno anteriore e

in corrispondenza del piano longitudinale di simmetria si possono approssimare

con l’equazione

di

progit u

S 3 3

⇤ ⇤ ⇤ ⇤ (1)

= (⌘ 1) (⌘ + 1) + (⇠) ⌘ (⌘ 1) + 1

sull

veblità u

limite 1

strato

dove è la coordinata in direzione normale alla carrozzeria, la coordinata cur-

⌘ ⇠

vilinea sulla carrozzeria, lo spessore dello strato limite e è la coordinata

⇤

(⇠) ⌘

resa non dimensionale dallo spessore locale dello strato limite

⌘ ⌘

⇤ (2)

⌘ =

liber (⇠)

parametr di U

vole

base al

in

Il parametro tiene conto della forma dei profili di velocità in funzione del pos

(⇠) ,

gradiente di pressione. separazione

Ne aver

o son

un ore

ave

3. Determinare l’intervallo di variazione di sapendo che il flusso non separa

prima della zona di base;

4. Indicare l’intervallo dei valori di che segnalano la presenza di gradiente

di pressione avverso.

5. Calcolare nel punto m dove Re , e si suppone

4

⇥

⇠ = 0.2025 = 9 10

⇠

1/2 1/2

Re e Re m. Nei conti si può usare al

c = 0.664 (⇠) = 1.0 2/3

f,l ⇠ ⇠

posto di 0.667.

portanza

~

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⑭ 1 1

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Scritto di Aerodinamica a distanza - 21 giugno 2021

Figura 1: Corpo tozzo a forma di proiettile

Un corpo tozzo a forma di proiettile si muove in direzione orizzontale nell’aria

ferma a una velocità km/h. Il diametro del corpo è di m, la lunghezza

U = 140 0.25

1

della superficie laterale “lateral” in direzione orizzontale è Lo strato limite è

l.

ovunque turbolento. Facendo riferimento alla figura 1, la resistenza complessiva si

può suddividere in tre contributi: . Il coefficiente di resistenza

D = D + D + D

f l b

della parte anteriore “forebody” è il coefficiente di resistenza della

C = 0.05,

D,f

zona di base, C = 0.2.

D,b

1. Valutare la velocità al bordo finale della superficie laterale, dove avviene la

separazione.

2. Calcolare la velocità d’attrito in un punto della superficie laterale, dove

u P

⌧

c (P ) = 0.003.

f

Se il coefficiente d’attrito della superficie laterale può essere espresso in funzione

1/5

della lunghezza della regione laterale secondo la: Re

l C = 0.075

f,l l

3. Valutare la lunghezza tale che la resistenza della regione laterale eguagli la

l

resistenza della zona di base, .

D = D

l b