Calcolo della resistenza indotta con un integrale di scia
Autore
Samuel Sperindeo - Università degli Studi di Napoli - Federico II - [2005-06]
Documenti
Abstract
Scopo della tesi è lo studio del problema del calcolo della resistenza indotta a partire da simulazioni numeriche di campi di moto (viscosi, comprimibili) ottenute con i metodi della fluidodinamica computazionale. L’obiettivo non è prevedere la resistenza indotta agente su un determinato corpo in un determinato regime, ma testare gli strumenti teorici e numerici che costituiscono lo stato dell’arte.
Nella prima parte sono analizzate le pubblicazioni più recenti sull’argomento, valutando le caratteristiche delle formulazioni in essi proposte. Il metodo compiutamente applicato consiste nel calcolo della resistenza indotta con un integrale della vorticità in un piano che interseca la scia (formula di Maskell). Sono analizzate le proprietà teoriche e pratiche del metodo.
L’applicazione numerica della formula di Maskell è realizzata con l’utilizzo del codice CUTAIR, sviluppato dal National Aerospace Laboratory (NLR) all’interno del progetto della Comunità Europea denominato AIRDATA (AIRcraft Drag And Thrust Analysis, 1998-2000). Con esso è calcolata anche la resistenza entropica, mediante una formulazione classica alla Oswatitsch.
E’ analizzato l’interessante fenomeno della diffusione della vorticità, comprendendone la natura e l’entità degli effetti. E’ illustrato come, spostando il piano di integrazione a valle del corpo, la resistenza indotta diminuisca, “convertendosi”, dal punto di vista numerico, in resistenza di tipo entropico.
La robustezza del metodo è messa alla prova valutando la sensibilità dei risultati al variare di estensione e posizione della regione di integrazione, nonché del numero di celle della griglia di calcolo. La configurazione utilizzata come test è l’ala Onera M6, della quale, infine, è calcolata la polare indotta.
Nella prima parte sono analizzate le pubblicazioni più recenti sull’argomento, valutando le caratteristiche delle formulazioni in essi proposte. Il metodo compiutamente applicato consiste nel calcolo della resistenza indotta con un integrale della vorticità in un piano che interseca la scia (formula di Maskell). Sono analizzate le proprietà teoriche e pratiche del metodo.
L’applicazione numerica della formula di Maskell è realizzata con l’utilizzo del codice CUTAIR, sviluppato dal National Aerospace Laboratory (NLR) all’interno del progetto della Comunità Europea denominato AIRDATA (AIRcraft Drag And Thrust Analysis, 1998-2000). Con esso è calcolata anche la resistenza entropica, mediante una formulazione classica alla Oswatitsch.
E’ analizzato l’interessante fenomeno della diffusione della vorticità, comprendendone la natura e l’entità degli effetti. E’ illustrato come, spostando il piano di integrazione a valle del corpo, la resistenza indotta diminuisca, “convertendosi”, dal punto di vista numerico, in resistenza di tipo entropico.
La robustezza del metodo è messa alla prova valutando la sensibilità dei risultati al variare di estensione e posizione della regione di integrazione, nonché del numero di celle della griglia di calcolo. La configurazione utilizzata come test è l’ala Onera M6, della quale, infine, è calcolata la polare indotta.
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