PRESENTAZIONE

Le moderne barche a vela sono macchine assai sofisticate che sfruttano il potenziale di energia rinnovabile presente nel vento per generare la propulsione. Tali macchine vengono studiate nel corso attraverso l’analisi dei principali principi della fluidodinamica applicati al sistema barca, partendo dai meccanismi di generazione di portanza e resistenza, valutando poi l’equilibrio dell’imbarcazione ed infine le prestazioni della barca

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Questo insegnamento fornisce agli studenti i fondamenti di base dell'aerodinamica della vela e dell'interazione con lo scafo, nonché concetti tecnologici e applicativi riguardanti le metodologie di progettazione e i materiali

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Durante il corso vengono affrontati i principi di base dell’aerodinamica e dell’idrodinamica in relazione al funzionamento delle vele, degli scafi e dell’imbarcazione in generale. La generazione della portanza e della resistenza sono analizzati in profondità e tali concetti vengono applicati al sistema barca, permettendo quindi l’analisi dell’equilibrio dell’imbarcazione e delle sue prestazioni. Viene quindi approfondito il comportamento aerodinamico delle vele evidenziandone gli aspetti comuni e quelli differenti dai profili tridimensionali tipicamente correlabili ad ali o palettature. Successivamente le appendici idrodinamiche vengono introdotte ed analizzate in funzione dei loro parametri geometrici di base. Infine, viene introdotta la resistenza d’onda e quindi vengono valutate le prestazioni degli scafi permettendo l’impostazione di schemi di calcolo per programmi di tipo VPP (velocity prediction program).

Alla fine del corso gli studenti avranno maturato le seguenti conoscenze:

• Generazione di portanza e resistenza relativo effetto dei parametri geometrici e fluidodinamici.
• I principi fondamentali che intervengono nel procedere di un’imbarcazione a vela.
• L’equilibrio di un’imbarcazione a vela.
• Valutazione delle varie sorgenti di resistenza presenti sulla barca ed il loro effetto sulle prestazioni.
• Conoscenze approfondite riguardanti le superfici portanti.
• Capacità di implementazione di algoritmi tipo VPP.
• Capacità di analisi e valutazione delle prestazioni di una imbarcazione come funzione delle scelte progettuali.

PREREQUISITI

Competenze basilari di meccanica dei fluidi e aerodimanica.

MODALITA' DIDATTICHE

Le attività didattiche sono organizzate in 52 ore di lezioni frontali Potranno essere intraprese esercitazioni riguardanti simulazioni CFD di vele e scafi, ovvero sviluppo di codici di tipo VPP semplificati o di parti di essi.

PROGRAMMA/CONTENUTO

• Definizioni generali.
• Tipologia delle vele impiegate come funzione del percorso e dell’intensità del vento.
• Il vento apparente: definizioni, espressioni analitiche ed effetto dello strato limite terrestre; “Twist” del vento apparente.
• Resistenza. Meccanismi di generazione della resistenza: resistenza di attrito superficiale, resistenza di profilo e resistenza di forma. Individuazione dei parametri fisici coinvolti e metodi per la riduzione della resistenza. Cenni riguardanti la teoria dello strato limite e la separazione dello strato limite.
• Portanza. Meccanismi di generazione della resistenza. Flusso attorno ad un profilo alare, circolazione, teorema di Kutta-Joukowski ed espressione del coefficiente di portanza.
• Teoria dei profili sottili.
• Profili alari bidimensionali: il carico aerodinamico e la sua distribuzione come funzione dei parametri geometrici.
• Resistenza indotta. Teoria della linea portante di Prandtl.
• “Twist” delle vele ed il suo effetto in termini di portanza e resistenza.
• Mutua interazione tra le vele.
• Definizione di un algoritmo di tipo VPP: equazioni richieste, processo d’iterazione, diagrammi polari, definizione di VMG ed esempi.
• Considerazioni riguardanti la resistenza d’onda e serie sistematiche. Effetto dello sbandamento e delle onde sulla resistenza.
• Appendici: timone e deriva. Parametri riguardanti la definizione del piano di deriva e considerazioni riguardanti la sezione di profili adatti.
• Esempi di scelte progettuali

TESTI/BIBLIOGRAFIA

• The Aero and Hydromechanics of Keel Yachts ” J.W. Slooff
• “The Symmetry of Sailing” Ross Garrett
•  “Aero-Hydrodynamics of a Sailing Yacht”  C. A. Marchaj
• “Aero-hydrodynamics and the performance of sailing yachts ” F. Fossati
• “Principles of Yacht Design” Lars Larsson
•  “Sail Performance”    C. A. Marchaj
•   “Sailing Yacht Design Theory”  Claughton – Wellicome – Shenoi
•  “Sailing Yacht Design Practice”  Claughton – Wellicome – Shenoi
•  “Maximum Sail Power” Brian Hancock
• “ High performance sailing ” F. Bethwaite
• “Aero-Hydrodynamics and the Performance of Sailing Yachts” Fossati, F..

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

EDWARD CANEPA (Presidente)

MARCO FERRANDO

CESARE MARIO RIZZO

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

https://corsi.unige.it/9268/p/studenti-orario

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L’esame consiste di una discussione orale dei contenuti del corso. Le date degli esami sono tre nella sessione estiva (Giugno - Settembre) e due in quella invernale (Gennaio – Febbraio).

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

L’esame è costituito da una discussione orale degli argomenti trattati durante il corso. Tipicamente vengono rivolte allo studente due domande, ma il numero effettivo è a discrezione del docente.

Calendario appelli