OBIETTIVI FORMATIVI DEL CORSO Il corso ha l obiettivo di far conseguire allo studente i seguenti risultati formativi

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1 FACOLTA : INGEGNERIA CORSO DI LAUREA: INGEGNERIA INDUSTRIALE INSEGNAMENTO: AERODINAMICA E GASDINAMICA CFU: 9 NOME DOCENTE: ALESSIO SECCHIAROLI SEDE DI AFFERENZA DEL DOCENTE: ROMA indirizzo alessio.secchiaroli@uniecampus.it SI RICORDA AGLI STUDENTI CHE IN BASE ALLA COMUNICAZIONE DI SEGRETERIA DEL 12/12/2013, I DOCENTI SONO CONTATTABILI ATTRAVERSO IL SISTEMA DI MESSAGGISTICA DELLA PIATTAFORMA. orario ricevimento on line: Giovedi 14:30 15:30 (Presso Ufficio Virtuale del Docente) o ricevimento telefonico tramite piattaforma previo appuntamento (Il docente riceve comunque gli studenti frontalmente dopo i seminari in presenza) OBIETTIVI FORMATIVI DEL CORSO Il corso ha l obiettivo di far conseguire allo studente i seguenti risultati formativi 1. Con riferimento alla conoscenza e capacità di comprensione a. L allievo deve conoscere i parametri fondamentali utilizzati nello studio dell aerodinamica dei corpi tozzi ed affusolati. b. L allievo deve conoscere le basi della cinematica dei fluidi e delle tecniche di visualizzazione dei flussi in galleria del vento. c. L allievo deve conoscere le teoria fondamentali dell aerodinamica dei flussi inviscidi (flussi potenziali, teoria dei profili sottili e teoria dell ala finita) d. L allievo deve conoscere le principali tipologie di profili alari (NACA, Wortmann, ecc..), il funzionamento dei dispositivi di ipersostentazione e cenni alla stabilità longitudinale del velivolo. e. L allievo deve conoscere i rudimenti dell aerodinamica delle autovetture e delle turbine eoliche. f. L allievo deve conoscere le nozioni di base della gas-dinamica monodimensionale e delle onde d urto. g. L allievo deve conoscere la trattazione di base della turbolenza 2. Con riferimento alla conoscenza e capacità di comprensione applicate a. L allievo deve saper applicare le conoscenze acquisite nell ambito dell aerodinamica incomprimibile alla previsione del comportamento di profili alari ed ali di estensione finita.

2 b. L allievo deve saper applicare le conoscenze acquisite nell ambito dell aerodinamica incomprimibile al calcolo della portanza e resistenza di un profilo alare o ala di geometria nota. c. L allievo deve saper applicare le conoscenze relative all aerodinamica incomprimibile alla lettura ed interpretazione di dati e grafici di interesse aerodinamico. d. L allievo deve saper applicare le conoscenze acquisite nella determinazione della stabilità longitudinale statica di un velivolo, note le caratteristiche geometriche e di configurazione. e. L allievo deve saper applicare le conoscenze acquisite alla descrizione del funzionamento aerodinamico delle autovetture e delle turbine eoliche. f. L allievo deve saper applicare le conoscenze acquisite nel campo della gasdinamica alla previsione dei fenomeni d urto che avvengono nei condotti. CONTENUTI DEL CORSO: Concetti Introduttivi 1. Storia dell aerodinamica e del volo 2. Variabili fondamentali dell aerodinamica 3. Similarità e teorema di Buckingham 4. Forze aerodinamiche e Coefficienti aerodinamici Equazioni Fondamentali 1. Richiami di Algebra Vettoriale 2. Modello del Volume di Controllo 3. Derivata Sostanziale 4. Equazioni di conservazione della Massa e della Quantità di Moto Richiami di cinematica dei fluidi 1. Linee di flusso, traiettorie, linee di fumo ed altre tecniche di visualizzazione 2. Velocità angolare della particella, velocità di deformazione e shear stress 3. Vorticità e Circuitazione 4. Funzione Potenziale 5. Funzione di corrente Flussi Inviscidi ed Incomprimibili 1. Definizione di incomprimibilità 2. Gallerie del vento a bassa velocità e Misura della Velocità 3. Misura della velocità, il flusso di Pitot 4. Flussi Potenziali in 2D ed equazione di Laplace 5. Flusso inviscido portante su un cilindro 6. Generazione della portanza e teorema di Kutta-Joukowsky 7. Paradosso di D Alembert Flusso Incomprimibile attorno ai profili alari 1. Geometria di un profilo alare 2. Caratteristiche dei profili alari, NACA 4,5 3. Vortex Sheet e soluzione analitica del flusso attorno ad un profilo 4. Condizione di Kutta 5. Starting e Stopping Vortex 6. Circuitazione e Teorema di Kelvin 7. Teoria dei profili sottili, caso simmetrico e caso camberato 8. Il fenomeno dello Stallo Flusso Incomprimibile attorno ad un ala di estensione finita 1. Downwash e resistenza indotta 2. Il filamento di Vortici in 3D, la legge di Biot-Savart ed i teoremi di Helmoltz

3 3. La teoria della linea portante di Prandtl 4. Cenni alle soluzioni numeriche del problema dell ala finita: Vortex Lattice 5. Le Alette di Estremità Flussi Vicosi 1. Principi Fondamentali dei flussi viscosi 2. Equazione di Navier-Stokes 3. Flusso di Couette e di Poiseuille 4. Equazioni dello strato limite 5. Strategie per il controllo dello strato limite: Aspirazione e Soffiamento 6. I profili laminari, NACA 6 cifre e Wortmann Flaps, Slats e stabilità longitudinale statica del velivolo 1. Flaps, Slats e dispositivi ad elevata portanza 2. Stabilità Longitudinale Statica del velivolo 3. Esempio di calcolo Aerodinamica dei corpi tozzi e delle autovetture 1. Aerodinamica dei corpi tozzi e fenomeni di interferenza 2. Fenomeni di Scia 3. Aerodinamica delle auto convenzionali 4. Aerodinamica delle auto da corsa 5. Prese NACA di ventilazione Aerodinamica dell ala rotante il caso delle turbine eoliche 1. Equazione di conservazione del momento angolare 2. Aerodinamica delle turbomacchine 3. Il caso dell ala rotante 4. Aerodinamica delle turbine eoliche 5. Profili alari per turbine eoliche Gasdinamica dei flussi Comprimibili: concetti introduttivi 1. Richiami di termodinamica 2. Definizione di comprimibiltà 3. La velocità del suono 4. Equazioni dei flussi comprimibili 5. Condizioni di ristagno 6. Aspetti fenomenologici delle onde d urto Gasdinamica quasi monodimensionale 1. Equazioni semplificate 2. Flussi in ugelli e diffusori 3. L ugelli convergenti e divergenti 4. Blocco sonico della portata 5. Gallerie del vento supersoniche Onde d urto normali, oblique e di espansione 1. Equazioni delle onde d urto normali 2. Calcolo delle propretà monte-valle urto 3. Equazioni per le onde oblique 4. Flussi comprimibili su coni e piramidi 5. Onde d urto separate su corpi tozzi 6. Relazioni di espansione di Prandtl-Meyer Turbolenza ed Introduzione alla CFD (Computational Fluid Dynamics) 1. Concetto di Turbolenza 2. Equazioni della tubolenza media di Reynolds 3. La simulazione CFD, concetti di modello fluidodinamico e discretizzazione 4. Tecniche alle differenze volumi ed elementi finiti 5. Approcci DNS LES e RANS alla simulazione della turbolenza

4 Cenni di Aerodinamica Ambientale 1. Lo strato limite ambientale 2. Cenni di aerodinamica degli edifici 3. Le gallerie del vento ambientali EVENTUALI PROPEDEUTICITA : Analisi Matematica I e II Geometria Fluidodinamica MODALITA DI SVOLGIMENTO ESAME: Gli esami si svolgono in forma scritta in tutte le sedi di ecampus. Sulle sedi di Novedrate e Roma è possibile inoltre sostenere solo l orale, oppure lo scritto più eventuale orale. Regolamento per lo svolgimento degli esami di profitto BIBLIOGRAFIA: Testi Consigliati J.D. Anderson Jr. Fundamentals of Aerodinamics Mc Graw Hill (Testo di riferimento) J.D. Anderson Jr. Introduction to flight Mc Graw Hill (aspetti relativi alla tecnica del volo) E.L. Houghton, P.W. Carpenter Aerodynamics for engineering students Butterworth Heinemann (Testo di riferimento) R. Aris Vectors Tensors and the Basic Equations of Fluid Mechanics Dover Books (aspetti matematici e richiami di calcolo) Milton Van Dyke An album of fluid motion The Parabolic Press (Visualizzazioni) ATTIVITA DIDATTICA EROGATIVA E INTEGRATIVA: Il corso prevede attività di didattica erogativa, e precisamente, videolezioni erogate mediante la piattaforma. All interno del materiale didattico sono presenti, inoltre, attività di didattica interattiva obbligatorie per il completamento dello studio del corso. Tali attività prevedono delle sessioni di studio che richiedono da parte dello studente lo svolgimento di esercizi o delle ricerche di approfondimento su alcuni argomenti. Queste attività devono essere COMPILATE da parte degli studenti e inviate tramite la funzione eportfolio al docente che provvederà a verificarle ed approvarle.

5 CONSIGLI DEL DOCENTE: