OBIETTIVI FORMATIVI

 

Il corso presenta le nozioni fondamentali alla base del movimento e del comportamento in mare delle imbarcazioni a vela monoscafo a chiglia fissa, al fine di impostarne e portarne a termine il progetto.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Apprendimento dei fenomeni fisici che governano il comportamento della barca a vela; studio delle metodologie di sperimentazione ed acquisizione dei dati (serie sistematiche, galleria del vento, misure a bordo, etc.); metodi di progettazione e previsione delle prestazioni.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali

PROGRAMMA/CONTENUTO

Criteri di progettazione

Definizione delle caratteristiche principali dell’imbarcazione

Definizione delle dimensioni principali – Dati statistici e barche allotrope

Principali software utilizzati nello sviluppo del progetto

I CAD navali

La specifica tecnica

Normativa

Direttiva 2013/53/UE

Significato delle categorie e limiti di navigazione per natanti e imbarcazioni battenti bandiera italiana

Direttive e norme armonizzate

Requisiti essenziali

Regolamenti per la costruzione e la classificazione di unità da diporto di lunghezza Lh maggiore di 24 m

Il vento

Il vento reale e il vento apparente

Andature e bordeggio

Diagramma polare delle velocità della barca

Superfici e profili atti a generare controllo e spinta

Forza fluidodinamica: portanza e resistenza

Forze aerodinamiche e idrodinamiche

Equilibrio

Equazioni di equilibrio

Centro di spinta della parte immersa dello scafo e delle appendici, CRL

Centro di spinta delle vele, CE

Bilanciamento fra i centri di spinta

Avanzo della vela – lead

Bilanciamento del timone

Stabilità

Stabilità trasversale e longitudinale a piccoli angoli

Angolo di Dellenbaugh e periodo di rollio

Curva dei bracci di stabilità

Momento raddrizzante in presenza di onde

Verifiche di stabilità per imbarcazioni (LH ≤ 24 m) secondo la normativa europea ISO 12217-2

Verifiche di stabilità per navi (LH > 24 m) secondo The Large Commercial Yacht Code (LY3)

Resistenza al moto della carena

Resistenza viscosa

Resistenza d’onda

Le serie sistematiche di Delft

Resistenza di sbandamento

Resistenza aggiunta

Potenza del motore ausiliario

Resistenza dell’elica in navigazione a vela

Le appendici: deriva e timone

Flusso intorno ad un’ala

Teoria della linea portante di Prandtl (lifting line theory)

Portanza e resistenza indotta della barca

Chiglie con alette (winged keel)

Timone di prua (canard wings)

Doppia deriva (tandem keels)

Deriva basculante (canting keel)

Esperimenti di Gerritsma e Keuning su interazione scafo-deriva

La forma delle sezioni delle appendici

Disegno pratico delle derive e dei timoni

Progettazione avanzata della sezione del profilo

Scelta delle superfici di deriva e timone

Le vele

Il flusso intorno alla vela

Forma delle vele

Freccia della vela (camber)

Interferenza dell’albero

Forma del sartiame

Modello di Hazen per l’aerodinamica delle vele e dell’attrezzatura

Forza motrice e forza laterale

Parametri statistici per il piano velico

Dimensionamento dell’albero e del sartiame

Forze agenti sulle sartie

Forze agenti su stralli e paterazzi

Scelta dei cavi per sartie, stralli e paterazzi

Dimensionamento dell’albero – Metodo Nordic Boat Standard

Dimensionamento del boma

Dimensionamento delle crocette

Fori nell’albero

Il metodo di Skene

Componenti di albero e sartiame

Dimensionamento della deriva zavorrata

Barca sbandata a 90°

Incaglio longitudinale

Dimensionamento della deriva zavorrata secondo la norma ISO 12215-9

Dimensionamento del timone

Dimensionamento del timone secondo la norma ISO 12215-8

Dimensionamento dell’attrezzatura di coperta

Carichi sulle scotte e sulle drizze

Il sistema della manovra della vela di prua

Il sistema di manovra della randa

I winch

Richiami di meccanica dei fluidi

Equazione di Bernoulli

Effetto dell’attrito sugli schemi di flusso

Circolazione ed effetto Magnus

Il rotore di Flettner

Generazione di portanza da un profilo alare

Ipotesi di Kutta-Joukowsky

La previsione delle prestazioni

I programmi di calcolo delle prestazioni

Metodologia di calcolo dei VPP

 

TESTI/BIBLIOGRAFIA

L.Larsson, R.Eliasson, M.Orych “Principles of Yacht Design”, 4a ed., International Marine / McGraw-Hill Education, 2014.

C.A.Marchaj, “Aero-Idrodinamica della Vela”, Mursia, 1987

P. E. Liguori, “Le vele”, Hoepli, 2006

R. Garret, “Fisica della vela”, Zanichelli, 1994

I. H. Abbot, A. E. von Doehnoff, L. S. Stivers jr, “Summary of airfoil data”, NACA

Offshore Racing Congress, “ORC VPP Documentation”, ORC 2015