ESAME DI AERODINAMICA 13/7/2009

Transcript

1 ESAME DI AERODINAMICA 3/7/2009 Una presa d aria supersonica è progettata per funzionare a M = 2.6. se la sezione d ingresso ha un area A i = 0.58m 2, la sezione di gola in m 2 è: (b).32 (c).2 (d).4 (e).078 Una lastra piana di lunghezza 32 m viene disposta, con angolo di attacco nullo, all interno di una corrente di aria in moto con velocità 7.5 m/s. Assumendo che il moto si mantenga sempre laminare, lo spessore dello strato limite in corrispondenza del bordo di uscita è circa (in mm). (a) 400 (b) 40 (c) 4 (d) 0.4 (e) 0.04 La derivata della retta C L in fuzione di α, per un ala finita di allungamento 8 composta da profili sottili e lungo la quale si realizza una distribuzione di circolazione ellittica vale: (a) 7.85 (b) 6.28 (c) 5.03 (d) 4.7 (e) 3.4 Il fuoco di un profilo sottile in regime supersonico si trova: (a) al bordo d attacco (b) al bordo d uscita (c) a /3 della corda (d) a /2 della corda (e) a /4 della corda L ala di un aeroplano produce una portanza L quando si muove con velocità U a livello del mare. Quale deve essere il valore della velocità, rapportato ad U, affinchè l ala possa generare lo stesso valore della portanza quando vola ad un altitudine di 0000 m assumendo che il C L non cambi e che la densità dell aria a questa quota valga 0.4 Kg/m 3?.29 (b) 0.86 (c) 4.46 (d).73 (e) 2.99

2 All aumentare dell angolo di incidenza la portanza: (a) aumenta linearmente (b) cresce fino ad un valore massimo e poi decresce (c) resta costante (d) varia in modo ellittico (e) nessuna delle risposte precedenti La funzione di corrente di un campo fluidodinamico bidimensionale è ψ = 2xy + y. Indicare se: (a) il fluido è comprimibile (b) il moto è rotazionale (c) il potenziale è ϕ = x 2 y 2 + x (d) il potenziale non esiste (e) il potenziale è ϕ = x 2 + Consideriamo dell aria in un ugello convergente alimentato da un serbatoio in cui p = P a e T = 00 C. Se la pressione esterna è p e = 0 5 P a, la velocità in m/s nella sezione di uscita è: (a) 285 (b) 230 (c) 54 (d) 540 (e) 96 In quali dei seguenti casi si può verificare la separazione dello strato limite? (a) quando dp/dx = 0 (b) quando dp/dx < 0 (c) quando dp/dx > 0 (d) quando du/dy > 0 (e) quando la velocità aumenta nella direzione del moto Un piccolo aeroplano ha un ala dalla pianta rettangolare con apertura alare 0 m e corda.3 m. In condizioni di volo orizzontale rettilineo alla velocità 235 Km/h in aria in condizioni normali agisce sull ala una forza aerodinamica totale di 4 kn. Assumendo un rapporto L/D pari a 0, il C L è pari a: (a) 0.5 (b) 0.3 (c) 0.6 (d).2 (e) 2.4

3 L espressione con cui si approssima la distribuzione della densità di circolazione nella teoria di Glauert per i profili sottili: (a) realizza il minimo valore dell incidenza indotta (b) produce il massimo valore dell efficienza (c) corrisponde ad un distribuzione ellittica di circolazione (d) soddisfa la condizione di Kutta (e) vale solamente per profili simmetrici Si consideri un ala di allungamento 6 lungo la quale si sviluppa una distribuzione di circolazione ellittica. In corrispondenza di un valore del C L = 0.42 il coefficiente di resistenza vale 0.0. Calcolare il C D per un ala simile ma con allungamento 0 in corrispondenza dello stesso valore del C L. (a) (b) (c) (d) 0.04 (e) 0.02 Dell acqua entra, con velocità uniforme pari a 2 m/s, in un tubo Venturi orizzontale. La sezione d ingresso ha un diametro doppio di quello della sezione di gola. Trascurando gli effetti viscosi, la differenza di pressione tra la sezione d ingresso e quella di gola è, in k Pa: 2.5 (b) 22.5 (c) 30 (d) 67.5 (e) 35 Assegnato il campo di velocità V = 3yi + 2xj la circolazione lungo il perimetro del rettangolo con vertici nei punti (0,0), (2,0), (2,), (0,) vale (in m 2 /s): (b) 2 (c) 5 (d) 0 (e) 20 Un onda d urto normale viaggia alla velocità di 500 m/s in aria in quiete alla temperatura di 20 C. Il rapporto tra la pressione a valle e quella a monte dell urto vale: (b) 0.52 (c) 2.32 (d) 3.4 (e).08

4 RISPOSTE Una presa d aria supersonica è progettata per funzionare a M = 2.6. se la sezione d ingresso ha un area A i = 0.58m 2, la sezione di gola in m 2 è: (b).32 (X).2 (d).4 (e).078 Dalle tabelle isentropiche: M = 2.6 A i /A = 2.9 A.2m 2. Una lastra piana di lunghezza 32 m viene disposta, con angolo di attacco nullo, all interno di una corrente di aria in moto con velocità 7.5 m/s. Assumendo che il moto si mantenga sempre laminare, lo spessore dello strato limite in corrispondenza del bordo di uscita è circa (in mm). (a) 400 (X) 40 (c) 4 (d) 0.4 (e) 0.04 δ = 5 νl U La derivata della retta C L in fuzione di α, per un ala finita di allungamento 8 composta da profili sottili e lungo la quale si realizza una distribuzione di circolazione ellittica vale: (a) 7.85 (b) 6.28 (X) 5.03 (d) 4.7 (e) 3.4 dc L dα = a 0 + a 0/ πλ a 0 = 2π per profili simmetrici dc L dα = λ λ + 2 2π Il fuoco di un profilo sottile in regime supersonico si trova: (a) al bordo d attacco (b) al bordo d uscita (c) a /3 della corda (X) a /2 della corda (e) a /4 della corda

5 L ala di un aeroplano produce una portanza L quando si muove con velocità U a livello del mare. Quale deve essere il valore della velocità, rapportato ad U, affinchè l ala possa generare lo stesso valore della portanza quando vola ad un altitudine di 0000 m assumendo che il C L non cambi e che la densità dell aria a questa quota valga 0.4 Kg/m 3?.29 (b) 0.86 (c) 4.46 (X).73 (e) 2.99 C L 2 ρ V 2 S = C L 2 ρ 2V 2 2 S V 2 = V ρ ρ 2 All aumentare dell angolo di incidenza la portanza: (a) aumenta linearmente (X) cresce fino ad un valore massimo e poi decresce (c) resta costante (d) varia in modo ellittico (e) nessuna delle risposte precedenti La funzione di corrente di un campo fluidodinamico bidimensionale è ψ = 2xy + y. Indicare se: (a) il fluido è comprimibile (b) il moto è rotazionale (X) il potenziale è ϕ = x 2 y 2 + x (d) il potenziale non esiste (e) il potenziale è ϕ = x 2 + u = 2x + v = 2y V = 0 V = 0 Consideriamo dell aria in un ugello convergente alimentato da un serbatoio in cui p = P a e T = 00 C. Se la pressione esterna è p e = 0 5 P a, la velocità in m/s nella sezione di uscita è: (a) 285 (b) 230 (c) 54 (d) 540 (X) 96 Utilizzando le tabelle per i flussi isentropici, si ricava che per p/p o =.8333 M e.52 e che T e /T o =.95; quindi T e = K e a e = γrt e = m/s. Ne segue che u = M e a e 96m/s. In quali dei seguenti casi si può verificare la separazione dello strato limite? (a) quando dp/dx = 0 (b) quando dp/dx < 0 (X) quando dp/dx > 0 (d) quando du/dy > 0

6 (e) quando la velocità aumenta nella direzione del moto Un piccolo aeroplano ha un ala dalla pianta rettangolare con apertura alare 0 m e corda.3 m. In condizioni di volo orizzontale rettilineo alla velocità 235 Km/h in aria in condizioni normali agisce sull ala una forza aerodinamica totale di 4 kn. Assumendo un rapporto L/D pari a 0, il C L è pari a: (a) 0.5 (b) 0.3 (c) 0.6 (X).2 (e) 2.4 A = 3 m 2 L = 9900 D = ρu 2 A = C L = L ρu 2 2 A =.2 L espressione con cui si approssima la distribuzione della densità di circolazione nella teoria di Glauert per i profili sottili: (a) realizza il minimo valore dell incidenza indotta (b) produce il massimo valore dell efficienza (c) corrisponde ad un distribuzione ellittica di circolazione (X) soddisfa la condizione di Kutta (e) vale solamente per profili simmetrici Si consideri un ala di allungamento 6 lungo la quale si sviluppa una distribuzione di circolazione ellittica. In corrispondenza di un valore del C L = 0.42 il coefficiente di resistenza vale 0.0. Calcolare il C D per un ala simile ma con allungamento 0 in corrispondenza dello stesso valore del C L. (a) (X) (c) (d) 0.04 (e) 0.02 ( C D2 = C D + C2 L ) πe λ2 λ (e = per circol. ellittica) Dell acqua entra, con velocità uniforme pari a 2 m/s, in un tubo Venturi orizzontale. La sezione d ingresso ha un diametro doppio di quello della sezione di gola. Trascurando gli effetti viscosi, la differenza di pressione tra la sezione d ingresso e quella di gola è, in k Pa: 2.5 (b) 22.5 (X) 30 (d) 67.5 (e) 35 p I p G = [ ( ) 4 2 ρ DI ] VI 2 D G

7 Assegnato il campo di velocità V = 3yi + 2xj la circolazione lungo il perimetro del rettangolo con vertici nei punti (0,0), (2,0), (2,), (0,) vale (in m 2 /s): (b) 2 (c) 5 (X) 0 (e) 20 ς = = 5 A = 2 = 2 ς A = 0 Un onda d urto normale viaggia alla velocità di 500 m/s in aria in quiete alla temperatura di 20 C. Il rapporto tra la pressione a valle e quella a monte dell urto vale: (b) 0.52 (X) 2.32 (d) 3.4 (e).08