Gruppo opzionale:
24 CFU a scelta in B - Curriculum: Aerodinamica, propulsione e strutture - (visualizza)
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24
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1021720 -
AERODINAMICA NUMERICA
(obiettivi)
Fornire gli elementi necessari per la soluzione delle equazioni della fluidodinamica per flussi incomprimibili.
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GRAZIANI GIORGIO
( programma)
Equazioni della fluidodinamica: richiami sui principali modelli matematici utilizzati e sui tipi di equazioni. Condizioni iniziali ed al contorno. Soluzione numerica di equazioni differenziali: discretizzazione, accuratezza, stabilita', consistenza e convergenza. Aspetti generali della soluzione numerica di equazioni differenziali alle derivate parziali mediante il metodo delle differenze finite. Soluzione alle differenze finite dell'equazione di Fourier 1D. Equazione di Fourier 2D ed equazione di trasporto (convezione-diffusione): schemi di soluzione alle differenze finite (espliciti, impliciti, ADI, fattorizzazione approssimata). Metodi per la soluzione di equazioni ellittiche. Flusso potenziale subsonico intorno ad un corpo: soluzione alle equazioni integrali di contorno (metodi dei pannelli). Soluzione delle equazioni di Navier-Stokes in variabili primitive e vorticita'-funzione di corrente.
 C.A.J. Fletcher "Computational Techniques for Fluid Dynamics", Springer Verlag, Berlin, 1988.
P. J. Roache "Fundamentals of Computational Fluid Dynamics", Hermosa Publ., Albuquerque, 1998.
Dispense distribuite dal docente
(Date degli appelli d'esame)
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ING-IND/06
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Attività formative caratterizzanti
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ITA |
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1041536 -
AEROELASTICITY
(obiettivi)
Obiettivo del corso è acquisire le conoscenze sui fondamenti dell’aeroelasticità di velivoli in campo lineare (vibrazioni di solidi elastici-lineari in flussi potenziali linearizzati) sulla base della previsione del loro comportamento teorico e della simulazione numerica nelle diverse condizioni operative di volo. Si acquisiscono così conseguentemente le competenze per effettuare le analisi (verifiche di stabilità e risposta in rispetto delle normative vigenti) di velivoli ad ala fissa (divergenza, flutter, risposta alla raffica, risposta a superfici di comando, efficacia ed inversione dei comandi) sia attraverso modelli numerici elementari implementati attraverso codici di calcolo autonomamente sviluppati, che modelli complessi di velivolo e di situazioni di volo attraverso l’uso critico di codici commerciali.
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MASTRODDI FRANCO
( programma)
Equazioni generalizzate di Lagrange per l’aeroelasticità (base di rappresentazione spaziale e modale).
i) Aeroelasticità bidimensionale. Modelli analitici bidimensionali per flussi potenziali incompressibili nonstazionari (teoria di Theodorsen). Stabilità (divergenza e flutter) e risposta alla raffica della sezione tipica. Descrizione aeroelastica in forma di stato.
ii) Aeroelasticià tridimensionale. Carichi aerodinamici nonstazionari su velivoli in flussi potenziali incompressibili e compressibili linearizzati: metodi di superficie portante e pannelli, matrice aerodinamica delle forze generalizzate (GAF). Cenni sulla simulazione diretta per il calcolo delle forze aerodinamiche in regime transonico, linearizzazione e sintesi dell’operatore aerodinamico. Stabilità (divergenza e flutter) e risposta. Metodi numerici per la stabilità aeroelastica (metodi k, p-k e g). Risposta statica del velivolo in condizioni di assetto, risposta statica e dinamica ad uno step di superficie mobile (effectiveness e reversal del comando) e alla raffica continua e discreta. Specifiche e verifiche delle normative FAA e JAR.
iii) Aeroservoelasticità: problema base generale in forma di variabili di stato, richiami alla teoria del Controllo ottimo per sistemi aeroelastici. Strategie di flutter suppression e gust alleviation.
iv) Problemi aeroelastici speciali: aeroelasticità dei lanciatori e dei rotori di elicottero (flap-lag flutter, ground- e air-resonance); vincoli aeroelastici nell’ottimizzazione strutturale e design integrato; aeroelasticità nonlineare (cicli limite e cenni sull’equazioni descrittive della biforcazione locale dell’equilibrio).
Testi adottati
Gli appunti del docente a cura del docente sono integralmente resi disponibili in internet
http://www.ingaero.uniroma1.it/index.php?option=com_content&view=article&id=479&Itemid=775&lang=it
Per approfondimenti sono inoltre indicati nel seguito alcuni riferimenti bibliografici.
(Date degli appelli d'esame)
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ING-IND/04
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Attività formative caratterizzanti
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ENG |
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1041639 -
AIRCRAFT AERODYNAMICS AND DESIGN
(obiettivi)
Progetto ad analisi aerodinamica per un aeromobile.
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MARINO LUCA
( programma)
1. Introduction to the course.
2. Angular velocity. Vorticity. Circulation. Kelvin theorem.
3. Biot-Savart law Induced velocity by a straight vortex. Irrotational flow. Bernoulli equation. 4. Basic solutions of the Laplace equation. Source. Doublet. Potential vortex.
5. General solution of the potential flow problem. Green function. Boundary conditions.
6. Potential flow on a wing. Small perturbation problem. Linearization.
7. Potential flow around an airfoil. Glauert solution. Two dimensional unpowered flaps theory 8. Pressure coefficient on wing section. Linearized approach
9. Main characteristics of the stall phenomenon on an airfoil.
10. General solution for the lifting line theory.
11. Lifting line for finite wing. Elliptical distribution.
12. Monoplane equation. Basic and additional aerodynamic load
13. Monoplane equation: Exercise. Schrenk method. CLMax of a wing.
14. Aerodynamic Center of a Wing
15. Nonlinear lifting line theory, effect of the wake on the maximum lift coefficient 16. Additional apparent mass.
17. Jones and Polhamus theory for delta wings.
18. Aerodynamic center of a wing. Position of the center of pressure.
19. Example of panel codes. Introduction to the analysis of the aerodynamic drag. 20. Soluzioni esatte di Navier-Stokes. Couette-Poisuille. Boundary layer equations. 21. Thickness of boundary layer. Separation
22. Blasius theory of boundary layer. Applications.
23. Boundary Layer control: Asymptotic suction.
24. Integral equation for the boundary layer.
25. Integral equation for the boundary layer.
26. Wave drag. Transonic flow. Corning method
27. Pressure drag. Aircraft drag polar. Equivalent parasite area. 28. Fluid Stability: Orr-Sommerfeld equation.
29. Introduction to the propeller geometry and characteristics 30. Analysis of fluid stability example
31. Momentum theory for the propeller
32. Blade element theory for the propeller. Excercise.
33. The choice of the propeller
34. Aeroacoustics principles
1 Barnes W. McCormick, Aerodynamics of V/STOL Flight, Dover, 1998.
2 Joseph Katz, Allen Plotkin, Low-Speed Aerodynamics, McGraw-Hill.
3 H. Schlichting, Boundary Layer Theory. Springer
4 Barnes W. McCormick, Aerodynamics Aeronautics and Flight Mechanics, Wiley, 2002.
5 E.L. Houghton, P.W. Carpenter, Aerodynamics for Engineering Students, Butterworth, Heinemann, 2003.
(Date degli appelli d'esame)
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ING-IND/06
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Attività formative caratterizzanti
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ENG |
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1041540 -
ENVIRONMENTAL IMPACT OF AIRCRAFT ENGINES
(obiettivi)
Il corso intende individuare le cause delle emissioni chimiche e di
rumore da parte dei motori aeronautici, ed i fattori sui quali si puo'
agire per cercare di limitarle. Le emissioni chimiche sono inquadrate
nel quadro piu' generale delle emissioni di inquinanti e contaminanti
dovute all'uomo, ed i conseguenti effetti sono esaminati in dettaglio.
Le fonti delle emissioni di rumore sono poi individuate, incluse quelle
non propulsive, insieme alle relative tecniche di abbattimento.
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VALORANI MAURO
( programma)
Il corso si incentra sull'impatto ambientale dei motori aeronautici. Gli argomenti trattati dal corso sono elencati di seguito:
Capitolo 1 introduzione
Capitolo 2 Inquinanti e contaminanti
Capitolo 3 Camere di combustione
Capitolo 4 Fondamenti di combustione
Capitolo 5 Combustibili per l'aviazione
Capitolo 6 Formazione e controllo degli inquinanti
Capitolo 7 Inquinamento acustico
Capitolo 8 Configurazioni non convenzionali
Lecture notes: http://dma.dima.uniroma1.it:8080/STAFF2/lentini.html
(Date degli appelli d'esame)
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Ciottoli Pietro Paolo
( programma)
Il corso si incentra sull'impatto ambientale dei motori aeronautici. Gli argomenti trattati dal corso sono elencati di seguito:
Capitolo 1 introduzione
Capitolo 2 Inquinanti e contaminanti
Capitolo 3 Camere di combustione
Capitolo 4 Fondamenti di combustione
Capitolo 5 Combustibili per l'aviazione
Capitolo 6 Formazione e controllo degli inquinanti
Capitolo 7 Inquinamento acustico
Capitolo 8 Configurazioni non convenzionali
Lecture notes: http://dma.dima.uniroma1.it:8080/STAFF2/lentini.html
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ING-IND/07
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Attività formative caratterizzanti
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1041535 -
EXPERIMENTAL AERODYNAMICS
(obiettivi)
Acquisire conoscenza e pratica di metodi ed apparati sperimentali utilizzati in aerodinamica e fluidodinamica.RISULTATI ATTESI: Quelli indicati negli obiettivi formativi
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ROMANO GIOVANNI PAOLO
( programma)
PROGRAMMA DEL CORSO DI
AERODINAMICA SPERIMENTALE
(Prof. G.P. Romano)
1. SISTEMI DI VISUALIZZAZIONE DI FLUSSI
Comportamento di traccianti continui e discreti.
Diffusione della luce: metodi ottici nella fluidodinamica sperimentale.
Tecnica Laser Induced Fluorescence (LIF).
Esempi di visualizzazioni di flussi.
2. SISTEMI DI MISURA AVANZATI
Misure del campo di densità e temperatura:
Tecnica Shadowgraph.
Tecnica Schlieren.
Tecnica Interferometrica.
Misure del campo di velocità:
Anemometria basata su ultrasuoni.
Tecniche del filo e del film caldo (HWA e HFA).
Tecnica di anemometria LASER Doppler (LDA).
Tecniche di analisi delle immagini: Particle Image Velocimetry e Particle Tracking Velocimetry (PIV e PTV).
Algoritmi avanzati per l’elaborazione di immagini PIV.
Metodologie di pre e post elaborazione delle immagini.
Individuazione di strutture vorticose.
Metodi di misura ottici di dimensione e concentrazione di particelle solide o bolle.
3. ANALISI DI SEGNALI FLUIDODINAMICI
3.1 Richiami di calcolo delle probabilità. 3.2 Momenti statistici. 3.3 Funzione di auto-correlazione.
3.4 Scale caratteristiche della turbolenza.
3.5 Trasformata di Fourier e funzione di densità spettrale.
ESERCITAZIONI DI LABORATORIO
1) Hot Wire Anemometry (HWA)
2) LASER Doppler Anemometry (LDA)
3) Particle Image Velocimetry (PIV)
4) Analisi del segnale
5) Anemometro ad ultrasuoni (UA)
Dispense del corso: disponibili sul sito ELEARNING2 (in English)
(Date degli appelli d'esame)
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ING-IND/06
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Attività formative caratterizzanti
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1041575 -
EXPERIMENTAL TESTING FOR AEROSPACE STRUCTURES
(obiettivi)
Conoscenza ed applicazione delle metodologie di indagine sperimentale
per le prove statiche e dinamiche su strutture aerospaziali finalizzate
alla verifica e certificazione.
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COPPOTELLI GIULIANO
( programma)
1. Richiami di teoria della misura: quantità di misura fondamentali, sistema di misura, caratteristiche metrologiche dei sistemi di misura, gruppi di misura (range, accuratezza, risposta dinamica, precisione). Propagazione dell'errore e analisi "3-sigma".
2. Principio di funzionamento degli estensimetri resistivi, accelerometri, celle di carico. Sistemi per l'eccitazione delle strutture quali martelli modali e vibratore elettrodinamico.
3. Misure in campo statico: setup sperimentale per la stima della matrice di trasmissibilità e correlazione con predizioni numeriche
4. Misure in campo dinamico con eccitazione di tipo deterministica: eccitazione ad ampio spettro tramite martello modale e a banda ridotta tramite vibratore elettrodinamico. Aggiornamento del modello numerico strutturale in campo statico.
5. Problemi nell'analisi digitale dei segnali: trasformata discreta di Fourier, aliasing, leakage, windowing. Funzioni di Auto- e Cross-correlazione: teorema di Wiener-Kintchine.
6. Metodi per la stima dei parametri modali: a) dalle FRF con approccio Single- e Multi-Degree of freedom: b) appropriazione modale; c) metodi nel dominio del tempo.
7. Misure dinamiche con ingresso non deterministico: funzioni di correlazione e densità spettrale di potenza, PSD.
8. Correlazione tra modello sperimentale e modello agli E.F. Fondamenti di aggiornamento strutturale.
9. Tecniche di stima parametri modali da dati di volo: simulazioni di strutture con condizioni al contorno di struttura libera (free-free). Riferimenti normativi ad EASA e FAA.
10. Tecniche per la stima della risposta dinamica di satelliti o componenti di strutture spaziali durante le prove di "environmental testing". Certificazione e qualificazione al lancio attraverso prove al tavolo vibrante di tipo "sine", "random" e "shock".
1) Materiale didattico a cura del docente.
2) Ewins, D.J., Modal Testing: Theory, Practice and Application, Research study press LTD, John 2000.
3) He, J., Fu, Z., Modal Analysis, Butterworth Heinemann, 2001.
4) Inmann, D.J., Vibration with Control, John Wiley & Sons, 2006.
5) Bendat, J.S., Piersol, A.G., Random Data, John Wiley & Sons, 1986.
6) Shin, K., Hammond, J., Fundamentals of signal Processing for Sound and Vibration Engineers, John Wiley & Sons, 2008.
(Date degli appelli d'esame)
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ING-IND/04
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Attività formative caratterizzanti
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1052234 -
TURBULENCE
(obiettivi)
Portare l’allievo alla chiara comprensione dei meccanismi fondamentali della turbolenza in flussi liberi e di parete. Fornire una conoscenza critica dei modelli di turbolenza. Comprendere gli aspetti fondamentali del trasporto turbolento. Comprendere i parametri che controllano la stabilità di un flusso laminare e i meccanismi che portano alla transizione alla turbolenza.
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ING-IND/06
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Attività formative caratterizzanti
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