PRESENTAZIONE

"Il termine aerodinamica è generalmente usato per problemi relativi al volo e altri argomenti legati al moto di aria".

Ludwig Prandt, 1949

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Il corso si propone di fornire le basi dell'aerodinamica dei corpi immersi in un fluido a velocità subsonica, facendo riferimento principalmente ai concetti di strato limite e di potenziale di velocità, e mettendo l'accento su forze e momenti agenti sul corpo. Saranno proposte anche applicazioni numeriche (CFD) sulla base dei codici di calcolo Fluent e/o OpenFOAM.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Alla fine del corso lo studente avrà acquisito una solida comprensione degli effetti di forze fluide su corpi in movimento, sia per profili alari (2D) che per ali (3D), e sarà capace di sviluppare sia (i) modelli semplici per estrarre le caratteristiche salienti delle interazioni fluido/solido, che (ii) calcoli numerici complessi di problemi aerodinamici.

MODALITA' DIDATTICHE

Il corso consisterà di lezioni frontali e di sedute di esercizi, dove i concetti appresi verranno usati per la soluzione di problemi pratici di aerodinamica. Per la parte di corso dedicata all'aerodinamica computazionale verranno fornite alcune lezioni frontali ma la maggior parte del tempo verrà speso in aula informatica a lavorare con strumenti CFD open-source e/o commerciali.

PROGRAMMA/CONTENUTO

• Introduzione all’aerodinamica
• Dinamica della vorticità

Vorticità e circuitazione; l’equazione della vorticità; generazione di vorticità in moti incomprimibili

•  Fluidi ideali e moti irrotazionali

Moti piani a potenziale; trasformazioni conformi e trasformazione di Joukowsky; moto potenziale attorno ad un cilindro; profili alari portanti e profilo di Joukowsky; moto potenziale attorno ad un corso bidimensionale di forma arbitraria; moti potenziali tridimensionali; resistenza indotta e massa aggiunta

•  Moto attorno a profili alari

Moto a bassa velocità attorno a profili alari: lo strato vorticoso; la condizione di Kutta; il teorema della circuitazione di Kelvin e il vortice di distacco; profili alari simmetrici e asimmetrici

• Moto attorno ad ali di lunghezza finita

Il filamento vorticoso, la legge di Biot-Savart e i teoremi di Helmholtz; teoria della linea portante di Prandtl

• Strati limite

Soluzioni di similarità di Falkner-Skan; il moto di Hiemenz; strato limite su un’ala infinita a freccia (FS-Cooke); prime nozioni sulla transizione verso la turbolenza dello strato limite.

• Aerodinamica computazionale

Teoria e pratica.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

 J.D. Anderson Jr., “Fundamentals of Aerodynamics”, McGraw-Hill 2007

 T. von Karman, “Aerodynamics”, McGraw-Hill 1963

• R.H. Barnard & D.R. Philpott, “Aircraft Flight”, Prentice Hall 1995

•  J.S. Denker, “See how it flies”, http://www.av8n.com/how/

            (versione italiana: http://utenti.quipo.it/volare/how.htm#contents)

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

ALESSANDRO BOTTARO (Presidente)

ANDREA MAZZINO

JAN OSCAR PRALITS

LEZIONI

Orari delle lezioni

AERODINAMICA

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L’esame consisterà in una prova scritta ed una prova orale.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Nel corso del semestre gli studenti svolgono due "compitini" obbligatori volti ad accertare il raggiungimento dei risultati di apprendimento. Per verificare ulteriormente la loro maturità, capacità critiche e di sintesi, si richiede agli studenti l'elaborato di un "term paper", da presentare in classe, su un soggetto a piacere relativo all'aerodinamica.

Calendario appelli

ALTRE INFORMAZIONI

Propedeuticità :

Almeno un corso di base di meccanica dei fluidi.