AERODINAMICA
Obiettivi formativi
Acquisizione dei concetti fondamentali della fluidodinamica e dell'aerodinamica, degli aspetti introduttivi della gasdinamica e degli elementi essenziali per il calcolo delle prestazioni aerodinamiche di profili alari ed ali nei diversi regimi di funzionamento.
Canale 1
MATTEO BERNARDINI
Scheda docente
Programmi - Frequenza - Esami
Programma
Introduzione al corso. Concetti preliminari sulla struttura di un fluido e sulla teoria cinetica dei gas. Richiami di termodinamica sui gas perfetti. Cinematica dei fluidi: descrizione euleriana e lagrangiana. Linee di corrente, traiettorie, linee di fumo. Flussi laminari e turbolenti. Derivata materiale. Sistema e volume di controllo. Teorema del trasporto di Reynolds. Equazioni di governo: principi di conservazione della massa, quantità di moto ed energia. Formulazione integrale e differenziale. Fluidostatica: legge di Stevino, legge di Pascal e legge di Archimede. Forma adimensionale delle equazioni e significato dei gruppi adimensionali. Numero di Reynolds. Numero di Mach. Semplificazioni: ipotesi di incomprimibilità e di fluido ideale. Equazioni di Eulero. Concetto di strato limite e soluzione interna/esterna. Flussi a potenziale: irrotazionalità, potenziale della velocità e funzione di corrente. Equazione di Laplace e derivazione dell'equazione di Bernoulli. Flusso intorno al corpo semi-infinito, cilindro e cilindro rotante. Generazione della portanza, teorema di Kutta-Joukowsky. Flusso attorno a un profilo alare, teoria di Glauert. Condizione di Kutta. Profili alari: portanza, resistenza, momento, centro aerodinamico e centro di pressione. Effetto di spessore, curvatura ed incidenza. Stallo e ipersostentatori. Ali finite, teoria della linea portante di Prandtl: velocità e resistenza indotta. Vortici a staffa. Distribuzione ellittica della circolazione. Forma in pianta dell'ala. Flussi comprimibili: velocità del suono e numero di Mach. Propagazione dei disturbi in moto subsonico e supersonico. Formazione di onde d'urto. Relazioni di salto. Flussi quasi 1D stazionari: funzionamento di prese d'aria e ugelli subsonici e supersonici. Profili alari supersonici: equazione del potenziale comprimibile. Teoria di Ackeret. Urti obliqui e urti staccati.
Prerequisiti
Conoscenza fondamentali di analisi matematica e fisica.
Testi di riferimento
Il testo di riferimento è il libro: Aerodinamica - Giorgio Graziani (Ed. 2010)
Ulteriore materiale per l'approfondimento di alcuni argomenti è fornito dal docente in forma digitale (appunti e slide ppt).
Testi di approfondimento:
- Fundamentals of Aerodynamics - J.D. Anderson
- Fluidodinamica incomprimibile - Luigi Quartapelle
Modalità insegnamento
La modalità di erogazione della didattica per l'anno accademico 2021-22 dipenderà dall'evoluzione della pandemia in atto e verrà decisa dall'Ateneo. Qualora si decidesse di proseguire con le regole attuali, la modalità di erogazione sarà mista, con possibilità di frequentare in presenza o da remoto. La piattaforma di videocomunicazione utilizzata è Microsoft Teams.
Frequenza
non obbligatoria
Modalità di esame
L'esame si compone di due prove scritte e una prova orale.
Le due prove scritte hanno una durata di 90 minuti. La prima prova prevede 15 domande a risposta multipla (2 punti per ogni risposta corretta), la seconda 3 domande a risposta aperta.
Per essere ammessi alla seconda prova scritta è necessario un punteggio minimo di 14/30.
Per superare l'esame è necessario un punteggio minimo di 14/30 anche per la seconda prova scritta.
Il colloquio della prova orale verte sull'intero programma del corso.
Bibliografia
Aerodinamica - Giorgio Graziani (Ed. 2010)
Fundamentals of Aerodynamics - J.D. Anderson
Fluidodinamica incomprimibile - Luigi Quartapelle
Modalità di erogazione
La modalità di erogazione della didattica per l'anno accademico 2021-22 dipenderà dall'evoluzione della pandemia in atto e verrà decisa dall'Ateneo. Qualora si decidesse di proseguire con le regole attuali, la modalità di erogazione sarà mista, con possibilità di frequentare in presenza o da remoto. La piattaforma di videocomunicazione utilizzata è Microsoft Teams.
Canale 2
FULVIO STELLA
Scheda docente
Programmi - Frequenza - Esami
Programma
Cinematica: descrizione euleriana e lagrangiana. Linee di corrente, traiettorie, linee di fumo. Flussi laminari e turbolenti. Derivata materiale. Volume di controllo. Teorema di trasporto di Reynolds. Equazioni della fluidodinamica: principi di conservazione della massa, quantità di moto ed energia. Loro formulazione integrale e differenziale. Forma adimensionale e significato dei gruppi adimensionali. Semplificazioni : ipotesi di incomprimibilità. Caso limite per Re -D inf. Equazioni di Eulero. Concetti di strato limite. Flussi potenziali: irrotazionalità, potenziale e funzione di corrente. Equazioni di Laplace e di Bernoulli. Flusso intorno a corpo semi- infinito, cilindro e cilindro rotante. Teorema di Kutta- Joukowsky. Flusso attorno a profilo alare. Condizione di Kutta. Profili alari: portanza, resistenza, momento, centro aerodinamico e centro di pressione. Effetto di spessore, curvatura ed incidenza. Ipersostentatori. Ali finite: velocità e resistenza indotta. Vortici a staffa. Distribuzione ellittica della circolazione. Forma in pianta dell'ala. Flussi compressibili: velocità del suono e numero di Mach. Propagazione dei disturbi in moto sub e super - sonico. Formazione dell'onda d'urto. Relazioni di salto. Flussi quasi 1D stazionari: funzionamento di ugelli e prese d'aria sub e super - sonici. Profili alari supersonici: equazione del potenziale compressibile. Teoria di Ackeret. Urti obliqui e urti staccati.
Prerequisiti
Analisi 1
Fisica 1
Testi di riferimento
G. Graziani "Aerodinamica" casa editrice Universita' La Sapienza
Frequenza
In presenza, salvo casi eccezionali previsti dal regolamento a distanza
Modalità di esame
Prova scritta a risposta multipla, durata 90 min. E' richiesto un punteggio minimo di 14/30 per accedere alla seconda prova.
Seconda prova con risposte aperte, durata 90 min. Nella modalità "a distanza" utilizzata nel periodo di emergenza COVID la durata della seconda prova è di 120 min.
Bibliografia
J. Andrerson: Fundamentals of Aerodynamics - McGraw-Hill
Modalità di erogazione
Modalità tradizionale con didattica frontale alla lavagna, con proiezione di immagini e filmati quando utile o necessario alla didattica, uso limitato di slides già predisposte.
- Codice insegnamento1021932
- Anno accademico2024/2025
- CorsoIngegneria Aerospaziale
- CurriculumCurriculum unico
- Anno2º anno
- Semestre2º semestre
- SSDING-IND/06
- CFU9
- Ambito disciplinareIngegneria aerospaziale