PRIMA PARTE: STUDIO DEI CORPI AERODINAMICI Capitolo 1: Scelta del corpo aerodinamico base ...13

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INDICE

Sommario...5

Introduzione ...7

PRIMA PARTE: STUDIO DEI CORPI AERODINAMICI Capitolo 1: Scelta del corpo aerodinamico base ...13

1.1. Generalità sull’analisi CFD ...13

1.2. I dati esistenti sui corpi assialsimmetrici (ESDU) ...13

1.2.1. Il corpo per le prove di sensibilità ...14

1.3. Ottimizzazione della griglia di calcolo ...16

1.3.1. Analisi di sensibilità alla griglia ...18

1.3.1.1. Sensibilità al numero e alle dimensioni degli elementi ...18

1.3.1.2. Sensibilità al modello di turbolenza ...22

1.3.1.3. Sensibilità all’intensità di turbolenza...25

1.3.2. La griglia ed i parametri ottimali del risolutore...26

1.3.3. Affidabilità dei risultati...28

1.3.4. Effetto dell’allungamento del corpo ...29

1.4. Scelta del corpo...32

1.4.1. Criteri di scelta...33

1.4.2. Analisi dei vari corpi ESDU ...33

1.4.3. Il corpo base...37

1.4.3.1. La forma del corpo...37

1.4.3.2. Confronto fra i risultati ESDU e Fluent...37

Capitolo 2: Interferenza con i profili posteriori...40

2.1. Generalità e scelta del profilo alare ...40

2.2. Organizzazione delle prove effettuate ...42

(2)

2 2.2.1. Primi risultati ed effetti sullo strato limite ...44

2.2.2. Le aspirazioni sul forebody: origine e conseguenze sul flusso...49

2.2.3. Le prove che sfruttano la trazione del profilo...50

2.2.4. Le prove che sfruttano le ricompressioni sull’afterbody ...52

2.3. Analisi dei risultati...55

2.4. Conclusioni ...56

Capitolo 3: Interferenza con i profili posteriori (caso 2D)...57

3.1. Introduzione e motivazioni ...57

3.2. Analisi preliminare del corpo isolato...58

3.3. Scelta del profilo alare ...60

3.4. Organizzazione delle prove ...60

3.4.1. Effetti sullo strato limite e sul C

_P

al variare della posizione del profilo ...61

3.4.2. Risultati in termini di resistenza ...62

3.4.3. Effetto della variazione dell’incidenza ...63

3.5. Analisi critica dei risultati...65

3.6. Conclusioni ...67

Capitolo 4: Interferenza con i profili anteriori ...68

4.1. Generalità...68

4.2. Prove di interferenza con diversi profili alari ...70

4.2.1. Motivazioni sulla scelta dei profili ...70

4.2.1.1. L’Eppler 423 ...70

4.2.1.2. Il NACA 4310...71

4.2.1.3. Il NACA 6414...71

4.2.2. Geometria delle prove...71

4.2.3. Analisi delle distribuzioni di C

P

sul corpo e risultati...72

4.2.4. Le ricompressioni sull’afterbody: origine e conseguenze sul flusso ...74

4.2.5. Effetto della dimensione del profilo ...75

4.3. Scelta del profilo per le prove successive...76

4.4. Effetto della posizione e dell’incidenza con il profilo NACA 6414 ...77

4.5. Prove con il profilo NACA 6414 spostato in avanti...79

4.5.1. Geometria delle configurazioni ...79

(3)

3 4.5.2. Risultati sulla resistenza e sulle distribuzioni di C

P

...80

4.6. Conclusioni ...81

SECONDA PARTE: STUDIO DEI CORPI TOZZI Capitolo 5: Studio di un corpo tozzo assialsimmetrico ...84

5.1. Introduzione ...84

5.2. Scelta del corpo...84

5.2.1. I dati sperimentali esistenti ...85

5.2.2. I risultati teorici degli ESDU ...86

5.3. Parametri di simulazione del flusso ...86

5.4. Prove preliminari di sensibilità ...87

5.4.1. Sensibilità alla griglia ...87

5.4.2. Sensibilità al modello di turbolenza ...89

5.5. Scelta della griglia e dei parametri ottimali ...91

5.6. Il flusso nella scia e le pressioni sulla base...92

5.6.1. Problemi sulla determinazione del flusso corretto...92

5.6.2. Analisi di una prova 3D ...94

5.6.3. Scelta dei criteri di analisi dei risultati ...97

Capitolo 6: Interferenza con i profili alari ...98

6.1. Idee e motivazioni...98

6.2. Organizzazione delle prove e scelta dei profili...99

6.2.1. Prova con il profilo NACA 4310...101

6.2.1.1. Come si modifica il flusso ed effetti sullo strato limite...101

6.2.2. Prove con il profilo NACA 4412...103

6.2.2.1. Effetto della posizione del profilo sul C

P

e sullo strato limite...103

6.3. Risultati integrali delle prove...104

6.4. Conclusioni e possibili iniziative di studio ...105

(4)

4 Capitolo 7: Studio del boat-tail...106

7.1. Cos’è il boat-tail e come modifica il flusso ...106

7.2. I dati sperimentali ESDU...107

7.3. Scelta dei criteri di confronto dei risultati ...108

7.4. Geometria delle prove...108

7.5. Parametri di simulazione del flusso ...110

7.6. Confronto dei risultati con il corpo senza boat-tail ...111

7.7. Conclusioni ...113

Conclusioni e sviluppi futuri...114

I corpi aerodinamici ...114

I corpi tozzi ...115

Bibliografia ...117

Appendice A - Corpi ESDU ...119

Appendice B - Polari dei profili alari...122

Appendice C - Risultati Fluent ...124

Appendice D - Algoritmi in Matlab...147

Appendice E - Algoritmi in Mathematica ...158

Ringraziamenti...178