ESAME DI AERODINAMICA 10/9/2012

Transcript

1 ESAME DI AERODINAMICA 10/9/2012 Se un aereo Boeing 727 sviluppa un C L pari a 16 volte il suo C D, quale distanza (in Km) può percorrere in volo planato partendo da un altezza di 7500 m se all improvviso tutti i motori vanno fuori servizio? (a) 120 (b) 0.5 (c) 16 (d) 23.5 (e) 80 Un profilo alare si muove in aria a livello del mare alla velocità di 180 km/h. La pressione in corrispondenza del punto di ristagno anteriore sul profilo vale: (a) 1530 Pa al di sopra della pressione atmosferica (b) 1530 Pa al di sotto della pressione atmosferica (c) 101 kpa (d) 0 atm (e) 1 atm La funzione di corrente di un flusso bidimensionale è espressa come ψ = -2Axy con A=cost. La componente y della velocità nel punto (x=1 m, y=1 m) vale v=1 m/s. (a) la costante A vale 0.5 sec 1 (b) il potenziale vale ϕ(x, y) = A(y 2 x 2 ) (c) il fluido è incomprimibile (d) nessuna delle risposte precedenti (e) ciascuna delle prime tre risposte Un profilo simmetrico avente corda c=1m ed angolo di incidenza α = 5 o vola a M = 2 a livello del mare. Il momento rispetto al bordo d attacco vale in kn: (a) 2 (b) 29 (c) 187 (d) 0.4 (e) 16 Nel moto bidimensionale di un fluido incomprimibile la componente secondo x della velocità è u=6 x, mentre la componente v è solo funzione di y. L asse y è verticale e la velocità nell origine è nulla. Il modulo della velocità nel punto (x=1, y=2) è, in m/s: (a) 17 (b) 6.3 (c) 11.2 (d) 8.9 (e) 13.4

2 Un pallone da calcio ha il diametro pari a 20 cm ed una massa di 400 gr. Se il coefficiente di resistenza vale 0.26, la decelerazione (in m/s 2 ) che subisce quando, al culmine della sua traiettoria in aria, si muove orizzontalmente con velocità 8 m/s è: (a) 4 (b) 0.8 (c) 3.1 (d) 1.3 (e) 9.8 Un pallone da calcio di 23 cm di diametro si muove in aria con una velocità di 120 Km/h. Il numero di Reynolds (basato sul diametro) per questo flusso vale: (a) (b) 7, (c) 5, (d) (e) La funzione di corrente di un flusso bidimensionale è espressa come ψ = Γ ln r. La circolazione intorno ad una circonferenza con centro nell origine 2π e raggio R (a) è nulla (b) è indipendente da R (c) cresce linearmente con R (d) è uguale a 2π (e) è proporzionale ad R 2 Nello strato limite laminare di un fluido incomprimibile intorno ad una lastra piana la tensione di taglio alla parete τ w risulta proporzionale alla distanza dal bordo d attacco elevata ad un coefficiente pari a: (a) +1 (b) -1 (c) +1/2 (d) -1/2 (e) 0 Un campo fluidodinamico è descritto attraverso le componenti della velocità: u=2x+1; v=-2y. Specificare se: (a) il moto è irrotazionale (b) il potenziale è ϕ = x 2 + x y 2 (c) la funzione di corrente è ψ = 2xy + y (d) il fluido è incomprimibile (e) tutte le affermazioni precedenti

3 Un profilo simmetrico ad incidenza nulla è investito da una corrente supersonica. Al bordo di uscita si genera: (a) un onda di espansione sul dorso e un onda di compressione sul ventre (b) un onda di espansione sul ventre e un onda di compressione sul dorso (c) un onda di espansione sul ventre e un onda di espansione sul dorso (d) un onda di compressione sul ventre e un onda di compressione sul dorso (e) nessun onda Il rapporto L/D di un aliante vale 30. L aliante ha un area di pianta di 10 m 2 e pesa 3150 N. Quando esso si trova in volo stazionario livellato ad una quota di 1000 m (ρ aria = 1.11 kg/m 3 ) ad una velocità di 170 km/h, il coefficiente di resistenza vale: (a) (b) 0.05 (c) 0.27 (d) 0.42 (e) 0.55 Nello strato limite intorno ad un corpo solido: (a) la tensione di taglio alla parete è nulla (b) la componente tangenziale della velocità varia linearmente in direzione normale alla parete (c) la pressione è costante in tutte le direzioni (d) la pressione non varia lungo la direzione normale alla parete (e) le linee di corrente sono parallele al contorno del corpo Un ala finita a pianta ellittica ed apertura alare 12 m, lungo la quale si realizza la distribuzione ellittica della portanza si muove alla velocità di 30 m/s. Se il valore massimo della circolazione è di 12 m 2 /s, l angolo di incidenza indotta vale, in gradi: (a) 0.45 (b) 0.95 (c) 1.05 (d) 1.25 (e) 1.55 Il fuoco di un profilo sottile in regime supersonico si trova: (a) al bordo d attacco (b) al bordo d uscita (c) a 1/3 della corda (d) a 1/2 della corda (e) a 1/4 della corda

4 RISPOSTE Se un aereo Boeing 727 sviluppa un C L pari a 16 volte il suo C D, quale distanza (in Km) può percorrere in volo planato partendo da un altezza di 7500 m se all improvviso tutti i motori vanno fuori servizio? (X) 120 (b) 0.5 (c) 16 (d) 23.5 (e) 80 tan θ = C D C L = H L L = H C L C D = 16H = 120 Km Un profilo alare si muove in aria a livello del mare alla velocità di 180 km/h. La pressione in corrispondenza del punto di ristagno anteriore sul profilo vale: (X) 1530 Pa al di sopra della pressione atmosferica (b) 1530 Pa al di sotto della pressione atmosferica (c) 101 kpa (d) 0 atm (e) 1 atm p = ρv 2 La funzione di corrente di un flusso bidimensionale è espressa come ψ = -2Axy con A=cost. La componente y della velocità nel punto (x=1 m, y=1 m) vale v=1 m/s. (a) la costante A vale 0.5 sec 1 (b) il potenziale vale ϕ(x, y) = A(y 2 x 2 ) (c) il fluido è incomprimibile (d) nessuna delle risposte precedenti (X) ciascuna delle prime tre risposte 2 u = ψ y = 2Ax v = ψ x = 2Ay Un profilo simmetrico avente corda c=1m ed angolo di incidenza α = 5 o vola a M = 2 a livello del mare. Il momento rispetto al bordo d attacco vale in kn: (a) 2 (X) 29 (c) 187 (d) 0.4 (e) 16 Per l espressione del coefficiente di momento rispetto al bordo d attacco si ha: c MLE = 1c 4 2 L + c MF, con c MF = hdx = 0 per un profilo M 2 1 simmetrico (poichè l inarcamento è nullo). Per un profilo simmetrico: c MLE = 1c 2 L = 1 4α 2(5π/180) = 2 M = 0.1. D altra parte il momento rispetto al bordo d attacco è dato da: M LE = c ρu 2 MLE 2 c 2 1 = c M ρm 2 2 a 2 c 2 1 0

5 Nel moto bidimensionale di un fluido incomprimibile la componente secondo x della velocità è u=6 x, mentre la componente v è solo funzione di y. L asse y è verticale e la velocità nell origine è nulla. Il modulo della velocità nel punto (x=1, y=2) è, in m/s: (a) 17 (b) 6.3 (c) 11.2 (d) 8.9 (X) 13.4 v = ay a = dv dy = du dx = 6 v = 6y v = 6 x 2 + y 2 Un pallone da calcio ha il diametro pari a 20 cm ed una massa di 400 gr. Se il coefficiente di resistenza vale 0.26, la decelerazione (in m/s 2 ) che subisce quando, al culmine della sua traiettoria in aria, si muove orizzontalmente con velocità 8 m/s è: (a) 4 (X) 0.8 (c) 3.1 (d) 1.3 (e) 9.8 D = C D 1 2 ρv 2 S F = D = ma a = D/m Un pallone da calcio di 23 cm di diametro si muove in aria con una velocità di 120 Km/h. Il numero di Reynolds (basato sul diametro) per questo flusso vale: (a) (b) 7, (X) 5, (d) (e) Re = U d ν La funzione di corrente di un flusso bidimensionale è espressa come ψ = Γ ln r. La circolazione intorno ad una circonferenza con centro nell origine 2π e raggio R (a) è nulla (X) è indipendente da R (c) cresce linearmente con R (d) è uguale a 2π (e) è proporzionale ad R 2

6 Nello strato limite laminare di un fluido incomprimibile intorno ad una lastra piana la tensione di taglio alla parete τ w risulta proporzionale alla distanza dal bordo d attacco elevata ad un coefficiente pari a: (a) +1 (b) -1 (c) +1/2 (X) -1/2 (e) 0 Un campo fluidodinamico è descritto attraverso le componenti della velocità: u=2x+1; v=-2y. Specificare se: (a) il moto è irrotazionale (b) il potenziale è ϕ = x 2 + x y 2 (c) la funzione di corrente è ψ = 2xy + y (d) il fluido è incomprimibile (X) tutte le affermazioni precedenti u x = 2 u y = 2 Un profilo simmetrico ad incidenza nulla è investito da una corrente supersonica. Al bordo di uscita si genera: (a) un onda di espansione sul dorso e un onda di compressione sul ventre (b) un onda di espansione sul ventre e un onda di compressione sul dorso (c) un onda di espansione sul ventre e un onda di espansione sul dorso (X) un onda di compressione sul ventre e un onda di compressione sul dorso (e) nessun onda Il rapporto L/D di un aliante vale 30. L aliante ha un area di pianta di 10 m 2 e pesa 3150 N. Quando esso si trova in volo stazionario livellato ad una quota di 1000 m (ρ aria = 1.11 kg/m 3 ) ad una velocità di 170 km/h, il coefficiente di resistenza vale: (X) (b) 0.05 (c) 0.27 (d) 0.42 (e) 0.55 D C D = 1 ρu 2 S 2 D = L 30 = W 30 C D = W 15ρU 2 S =.0085 Nello strato limite intorno ad un corpo solido: (a) la tensione di taglio alla parete è nulla (b) la componente tangenziale della velocità varia linearmente in direzione normale alla parete (c) la pressione è costante in tutte le direzioni (X) la pressione non varia lungo la direzione normale alla parete (e) le linee di corrente sono parallele al contorno del corpo

7 Un ala finita a pianta ellittica ed apertura alare 12 m, lungo la quale si realizza la distribuzione ellittica della portanza si muove alla velocità di 30 m/s. Se il valore massimo della circolazione è di 12 m 2 /s, l angolo di incidenza indotta vale, in gradi: (a) 0.45 (X) 0.95 (c) 1.05 (d) 1.25 (e) 1.55 α i = Γ bV π = π Il fuoco di un profilo sottile in regime supersonico si trova: (a) al bordo d attacco (b) al bordo d uscita (c) a 1/3 della corda (X) a 1/2 della corda (e) a 1/4 della corda