e realizzazione delle prove eseguite presso la galleria del vento Low Speed

Sommario

Il presente lavoro nasce dalla collaborazione tra il Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale dell’Università di Pisa (DIA) e la divisione Defencetek del Council for Scientific and Industrial Research (CSIR) della Repubblica del Sud Africa.

Oggetto di questo lavoro di tesi è lo studio della morfologia e della dinamica del vortice d’estremità di un’ala di apertura finita, mediante visualizzazioni con lama laser e misure tramite sonda a cinque fori.

La trattazione che segue descrive il lavoro svolto nella fase di allestimento

e realizzazione delle prove eseguite presso la galleria del vento Low Speed

Division (2mWT) del Defencetek di Pretoria. Segue una breve esposizione delle

visualizzazioni laser ed una preliminare analisi dei dati raccolti attraverso le

misure con sonda a cinque fori.

II

Indice

Sommario

Indice

Elenco dei simboli

1 Introduzione

1.1 Obiettivi del progetto ... 1

2 Definizione del progetto

2.1 Stato dell’arte ... 5

2.2 Specifica della campagna di prove... 8

III 3 Set up delle prove

3.1 Modello ... 11

3.1.1 Caratteristiche dell’ala ... 11

3.1.2 Posizionamento del modello in galleria ... 12

3.2 La galleria del vento... 14

3.2.1 Sistema per l’acquisizione dei dati... 15

3.2.2 Trasduttori e sonde di temperatura... 15

3.2.2.1 Calibrazione dei trasduttori... 16

4 Analisi del flusso 4.1 Anemometro... 19

4.2 Analisi dei segnali... 24

4.2.1 Statistica ... 24

4.2.2 Analisi in frequenza ... 27

5 Visualizzazioni laser 5.1 Modalità delle prove ... 33

6 Misure con sonda a cinque fori 6.1 La sonda ... 45

6.2 Set up e modalità delle prove... 50

6.3 Analisi dei dati ... 60

6.3.1 Analisi delle griglie... 60

6.3.2 Analisi delle traverse... 81

IV 7 Conclusioni e sviluppi futuri

7.1 Conclusioni ... 96 7.2 Sviluppi futuri ... 100

Bibliografia

V

Elenco dei simboli

b apertura alare c corda media geometrica c* corda media aerodinamica

c

corda alla radice

c

corda al tip

λ rastremazione alare = c

/ c

p pressione

ρ densità dell’aria

U

velocità asintotica del flusso

U

minimo della componente di velocità assiale nel centro del vortice

q pressione dinamica =

2 1

⋅U

ρ

C

coefficiente di portanza dell’ala

C

coefficiente di pressione = q

p

p −

VI

L portanza dell’ala

µ viscosità dinamica dell’aria

υ viscosità cinematica dell’aria = ρ µ

Re numero di Reynolds =

µ ρ ⋅ U

⋅ c

r

raggio del nucleo del vortice S superficie in pianta dell’ala

V

componente tangenziale della velocità α angolo d’incidenza dell’ala ω

parametro della funzione di Morlet

Λ angolo di freccia dell’ala

Γ circuitazione

Γ

circuitazione in corrispondenza della mezzeria dell’ala