Principi DI Aerodinamica

Descrizione

Indice degli argomenti

1. INTRODUZIONE ALL’AERODINAMICA

FLUIDO
IPOTESI DEL CONTINUO
PARTICELLA DI FLUIDO
SCELTA DI UN SISTEMA DI RIFERIMENTO
LE FORZE AERODINAMICHE
EQUILIBRIO E STABILITÀ: IL PIANO DI CODA
IL COEFFICIENTE DI PORTANZA E DI RESISTENZA 4
PROB. N 1: DETERMINAZIONE DEL CL DI UN AEROMOBILE IN VOLO LIVELLATO
VELOCITÀ MINIMA DI SOSTENTAMENTO
PROB. N 2: DETERMINAZIONE DELLA VELOCITÀ MINIMA DI SOSTENTAMENTO (VELOCITÀ DI STALLO)
EFFICIENZA AERODINAMICA
INFORMAZIONI SULL’AERODINAMICA E SULLE PRESTAZIONI DEL VELIVOLO
NUMERO DI MACH
PROB N 3: DETERMINAZIONE DEL NUMERO DI MACH DELLA CORRENTE ASINTOTICA
CLASSIFICAZIONE DEI REGIMI DI MOTO IN BASE AL NUMERO DI MACH
VISCOSITÀ
NUMERO DI REYNOLDS
PROB N 4: DETERMINAZIONE DEL NUMERO DI REYNOLDS DELLA CORRENTE ASINTOTICA
GENESI DI PORTANZA E RESISTENZA
RESISTENZA INDOTTA DALLA PORTANZA
PROB. N 5: DETERMINAZIONE DEL COEFFICIENTE DI RESISTENZA INDOTTA DI UN AEROMOBILE IN VOLO LIVELLATO UNIFORME
PROB. N 6: CONFRONTO DELLE RESISTENZE INDOTTE DI UN AEROMOBILE IN CROCIERA ED IN ATTERRAGGIO
LA RESISTENZA TOTALE DI UN AEROMOBILE
LA POLARE DI UN AEROMOBILE
CENNI DI ARCHITETTURA DELL’ALA
LA CURVA DI PORTANZA E IL PROFILO ALARE
PRESTAZIONI DEL PROFILO ALARE
PORTANZA DI UN PROFILO ALARE E DI UN’ALA

2. IDROSTATICA

PRESSIONE TERMODINAMICA E PRESSIONE IDROSTATICA
PRINCIPIO DI PASCAL
LEGGE DI STEVINO
PROB. N. 7: RICAVARE IL PRINCIPIO DI ARCHIMEDE
ATMOSFERA STANDARD (ISA)
PROB. N. 9: DIAGRAMMARE LA TEMPERATURA, PRESSIONE E DENSITÀ DELL’ARIA AL VARIARE DELLA QUOTA SECONDO IL MODELLO DI ATMOSFERA ISA

3. ELEMENTI DI CALCOLO TENSORIALE

ALGEBRA DEI VETTORI
CALCOLO DIFFERENZIALE VETTORIALE
TENSORI
ALGEBRA DEI TENSORI
CALCOLO DIFFERENZIALE TENSORIALE
TENSORE DEGLI SFORZI
TEOREMA DI GAUSS GENERALIZZATO (O DI OSTROGRADSKIJ)
TEOREMA DI STOKES

4. EQUAZIONI DI BILANCIO

GRANDEZZE SPECIFICHE
STRUTTURA MATEMATICA GENERALE DELL’EQUAZIONE DI BILANCIO
EQUAZIONE DI BILANCIO INTEGRALE E DIFFERENZIALE
EQUAZIONE DI CONSERVAZIONE DELLA MASSA
RAPPRESENTAZIONE EULERIANA E LAGRANGIANA
DERIVATA SOSTANZIALE
FLUSSO CONVETTIVO E DIFFUSIVO
EQUAZIONE DI BILANCIO DI UNA GRANDEZZA IN RAPPRESENTAZIONE LAGRANGIANA
DEFINIZIONE FISICA DELLA DIVERGENZA DELLA VELOCITÀ
PROB. N. 10: DIMOSTRARE CHE IN UN FLUSSO STAZIONARIO LA PORTATA DEL CONDOTTO È COSTANTE
EQUAZIONE DI BILANCIO DELLA QUANTITÀ DI MOTO
PROBLEMA 11: DETERMINARE LE NOVE COMPONENTI DEL TENSORE DEGLI SFORZI DI UN FLUIDO NEWTONIANO
PROBLEMA 12: DETERMINARE L’ESPRESSIONE DELLA FORZA AERODINAMICA CHE AGISCE SU UN CORPO IMMERSO IN UNA CORRENTE FLUIDA
EQUAZIONE DI BILANCIO DELL’ENERGIA (TOTALE)
EQUAZIONE DI BILANCIO DELL’ENERGIA CINETICA
EQUAZIONE DI BILANCIO DELL’ENERGIA POTENZIALE
EQUAZIONE DI BILANCIO DELL’ENERGIA INTERNA
EQUAZIONE DI BILANCIO DELL’ENTROPIA
DETERMINAZIONE DEI SEGNI DELLE VARIE GRANDEZZE PRESENTI NELLE EQUAZIONI DI BILANCIO DI ENERGIA
EQUAZIONI DI NAVIER-STOKES
EQUAZIONI DI NAVIER-STOKES ADIMENSIONALI
EQUAZIONE DI BILANCIO DELLA QUANTITÀ DI MOTO ADIMENSIONALE
EQUAZIONE DI CONSERVAZIONE DELLA MASSA ADIMENSIONALE
EQUAZIONE DI BILANCIO DELL’ENERGIA TOTALE ADIMENSIONALE
AERODINAMICA DEI FLUSSI NON DISSIPATIVI (IDEALI): EQUAZIONI DI EULERO
EQUAZIONI DI EULERO IN COORDINATE INTRINSECHE
EQUAZIONI DI NAVIER-STOKES IN FORMA ESPLICITA PER FLUIDI NEWTONIANI

5. CINEMATICA DEI FLUIDI E TEOREMI FONDAMENTALI

DEFORMAZIONE LINEARE DELLA PARTICELLA
VELOCITÀ ANGOLARE DI ROTAZIONE DELLA PARTICELLA
DEFORMAZIONE ANGOLARE DELLA PARTICELLA
TEOREMA DI CROCCO (EQUAZIONE DI CROCCO)
EQUAZIONE DI BILANCIO DELLA QUANTITÀ DI MOTO ALLA CROCCO
EQUAZIONE DI BILANCIO DELL’ENERGIA CINETICA ALLA CROCCO
EQUAZIONE DI BILANCIO DELL’ENTROPIA IN REGIME STAZIONARIO E NON DISSIPATIVO
TEOREMA DI BERNOULLI
FLUSSO IRROTAZIONALE
TEOREMA DI BERNOULLI IN REGIME INSTAZIONARIO
CIRCUITI
I DUE TEOREMI DI HELMHOLTZ
LA LEGGE DI BIOT-SAVART PER UN VORTICE ISOLATO
COROLLARI DEL TEOREMA DI KELVIN

6. REGIMI DI MOTO POTENZIALI INCOMPRIMIBILI E NON DISSIPATIVI

POTENZIALE CINETICO E POTENZIALE VETTORE
FUNZIONE DI CORRENTE
PROPRIETÀ DELLA FUNZIONE DI CORRENTE
FUNZIONE DI CORRENTE E COORDINATE POLARI
ANTISIMMETRIA DI POTENZIALE CINETICO E FUNZIONE DI CORRENTE
IL PROBLEMA MATEMATICO
CORRENTE UNIFORME
POZZO O SORGENTE
DOPPIETTA (O DIPOLO)
PRIMO PROFILO ALARE: IL CILINDRO
DETERMINAZIONE DEL CAMPO DELLE PRESSIONI INTORNO AL CILINDRO
COEFFICIENTE DI PRESSIONE
DETERMINAZIONE DELLA FORZA AERODINAMICA SUL CILINDRO
CAMPO DI MOTO GENERATO DA UN VORTICE ISOLATO
CILINDRO PORTANTE
CILINDRO PORTANTE: DETERMINAZIONE DEL COEFFICIENTE DI PRESSIONE E DELLA FORZA AERODINAMICA
TEOREMA DI KUTTA-ZUKOVSKIJ
CONDIZIONE DI KUTTA (PRIMO COLPO DI CULO DELL’AERODINAMICA)
PROBLEMATICHE RELATIVE AL TEOREMA DI KUTTA-ZUKOVSKIJ

7. TEORIA DELL’ALA INFINITA IN REGIME IDEALE

INTRODUZIONE ALLA TEORIA DELLE PICCOLE PERTURBAZIONI
DISTRIBUZIONE LINEARE DI VORTICITÀ
TEORIA DI GLAUERT
TRASFORMAZIONE DI GLAUERT
VERIFICHE DELLA SOLUZIONE DI GLAUERT
PROBLEMA N. 17 (FACOLTATIVO): VERIFICARE CHE LA SOLUZIONE DELL’EQUAZIONE DI GLAUERT MOSTRATA SIA ESATTA
DETERMINAZIONE DEL CAMPO DELLE PRESSIONI ATTORNO AD UN PROFILO ALARE INFINITAMENTE SOTTILE
FORZA ASSIALE E FORZA NORMALE
CARICO LUNGO IL PROFILO E COEFFICIENTI DI FORZA AERODINAMICA
COEFFICIENTE DI MOMENTO, CENTRO DI PRESSIONE E FUOCO
COEFFICIENTI DI FORZA AERODINAMICA NEL CASO DI LASTRA PIANA
CAMPO DI MOTO ATTORNO AD UN PROFILO SIMMETRICO AD INCIDENZA NULLA
CAMPO DI MOTO ATTORNO AD UN PROFILO SOTTILE DI SPESSORE FINITO A PICCOLE INCIDENZE
CARICO BASICO E ADDIZIONALE LUNGO IL PROFILO
I PROFILI NACA
GEOMETRIA DEI PROFILI NACA
PROFILI NACA A 4 CIFRE
PROFILI NACA A 5 CIFRE
METODO INGEGNERISTICO NACA
APPLICAZIONE DEL METODO INGEGNERISTICO NACA

8. TEORIA DELL’ALA FINITA IN REGIME IDEALE

UTILITÀ E LIMITI DELLA SOLUZIONE BIDIMENSIONALE
IL PROBLEMA MATEMATICO IN 3D
IL SISTEMA VORTICOSO DELL’ALA
IL VORTICE A STAFFA
EFFETTO DEI FLAPS SUI VORTICI
EFFETTO DEL DOWNWASH SULL’ANGOLO D’ATTACCO E RESISTENZA INDOTTA
TRACCIA DELLA SCIA DELL’ALA: VORTICI CONTROROTANTI
ESPRESSIONE QUANTITATIVA DEL DOWNWASH E DELL’ANGOLO DI INCIDENZA INDOTTA
EQUAZIONE DEL FILETTO PORTANTE DI PRANDTL
CONSIDERAZIONI INGEGNERISTICHE: CARICO LUNGO L’ALA
EQUAZIONE DEL FILETTO PORTANTE DI PRANDTL ADIMENSIONALE
PORTANZA E COEFFICIENTE DI PORTANZA
RESISTENZA E COEFFICIENTE DI RESISTENZA
ALA CON DISTRIBUZIONE DI CARICO ELLITTICA (SECONDO COLPO DI CULO DELL’AERODINAMICA)
COEFFICIENTE DI PORTANZA PER UN’ALA CON DISTRIBUZIONE DELLE CORDE ELLITTICA
PROBLEMA N. 18: DETERMINAZIONE ORDINE DI GRANDEZZA CARICO ALARE
METODO INGEGNERISTICO DI SCHRENK

9. TEORIA DELLO STRATO LIMITE

LO STRATO LIMITE
TEORIA DELLO STRATO LIMITE
EQUAZIONI DI PRANDTL DELLO STRATO LIMITE PER LA LASTRA PIANA
RISOLUZIONE DEI PROBLEMI FISICI
EQUAZIONI DI PRANDTL DELLO STRATO LIMITE PER UN CORPO GENERICO
EFFETTO DELL’ATTRITO E COEFFICIENTE DI ATTRITO
SPESSORE DELLO STRATO LIMITE
SPESSORE DI SPOSTAMENTO
VELOCITÀ NORMALE AL BORDO DELLO STRATO LIMITE
SPESSORE DI QUANTITÀ DI MOTO
DIMOSTRAZIONE LEGAME TRA RESISTENZA E SPESSORE DI QUANTITÀ DI MOTO
FATTORE DI FORMA
PROB. N. 19: CALCOLARE IL FATTORE DI FORMA PER UN PROFILO DI VELOCITÀ TRIANGOLARE
SOLUZIONE DELLE EQUAZIONI DI PRANDTL DELLO STRATO LIMITE PER LA LASTRA PIANA A INCIDENZA NULLA
CONSEGUENZE DELLA SOLUZIONE DI BLASIUS
PROB. N. 21: CALCOLARE LA RESISTENZA DI UNA LASTRA PIANA LUNGA 10CM LAMBITA DA UNA CORRENTE DI 10KM/H IN
CONDIZIONI STANDARD DI PRESSIONE E TEMPERATURA
CAMPO DI MOTO IN PRESENZA DI GRADIENTE DI PRESSIONE
PUNTO DI SEPARAZIONE DELLO STRATO LIMITE

10. TURBOLENZA E PROFILI LAMINARI

PROBLEMA DELLA SENSIBILITÀ ALLE CONDIZIONI INIZIALI
ESPERIENZA DI REYNOLDS
ESEMPI E CARATTERIZZAZIONE DELLO STRATO LIMITE TURBOLENTO
ANALISI DELLE VELOCITÀ IN UN FLUSSO TURBOLENTO
PROFILO DELLE VELOCITÀ IN REGIME TURBOLENTO E COEFFICIENTE DI ATTRITO
EQUAZIONI DI NAVIER-STOKES MEDIATE ALLA REYNOLDS
STRATO LIMITE TURBOLENTO E IPOTESI DI BOUSSINESQ
LO STRATO LIMITE SUI PROFILI ALARI AD ELEVATO NUMERO DI REYNOLDS
EFFETTI DEL GRADIENTE DI PRESSIONE
RESISTENZA DI SCIA O DI FORMA
CORPI AERODINAMICI E CORPI TOZZI
GRAFICO DEL COEFFICIENTE DI RESISTENZA DI UN CILINDRO AL VARIARE DEL NUMERO DI REYNOLDS
TIPOLOGIE DI STALLO IN BASE AL PROFILO
DIPENDENZA DELLA CURVA DI PORTANZA DAL NUMERO DI REYNOLDS
PROFILI LAMINARI
DETERMINAZIONE ANALITICA DI UNA LINEA MEDIA CON CARICO COSTANTE
SISTEMA DI NUMERAZIONE PROFILI NACA LAMINARI

11. EFFETTI DELLA COMPRIMIBILITÀ

ANALISI QUANTITATIVA DEGLI EFFETTI DELLA COMPRIMIBILITÀ
SIMILITUDINE DI PRANDTL-GLAUERT
EQUAZIONE DELL’ENERGIA IN COORDINATE INTRINSECHE
COEFFICIENTE DI RESISTENZA E COMPRIMIBILITÀ
L’ALA A FRECCIA
DISTRIBUZIONE DEL CARICO LUNGO UN’ALA A FRECCIA
PROFILI SUPERCRITICI

APPENDICE A – L’IPERSOSTENTAZIONE

I SISTEMI DI IPERSOSTENTAZIONE 279
FLAP, SLOT, FLAP FOWLER E SLAT 279

APPENDICE B – XFOIL

APPENDICE C – L’AEROMOBILE

LE POLARI
ESPRESSIONE APPROSSIMATA DELLA POLARE

APPENDICE D – CALCOLI FREQUENTI