CdSINGEGNERIA AEROSPAZIALE
Codice682II
CFU6
PeriodoPrimo semestre
LinguaItaliano
| Moduli | Settore/i | Tipo | Ore | Docente/i | |
| GASDINAMICA | ING-IND/06 | LEZIONI | 60 |
|
Il corso ha lo scopo di fornire delle conoscenze sulle caratteristiche fondamentali dei flussi comprimibili, con particolare attenzione a flussi attorno a geometrie di interesse aeronautico in regime di moto subsonico e supersonico.
The course aims at teaching the fundamental characteristics of compressible flows, with particular attention for compressible flows around geometries that are of aeronautical interest.
Le conoscenze del corso vengono verificate tramite un esame scritto incentrato sulle tematiche del corso, che consta di esercizi, e un esame orale di conoscenza della materia.
knowledge is verified by a written and oral exam based on the subjects of the course, consiting into excercises for the written part and theoretical knowledge for the oral part.
Alla fine del corso gli studenti saranno in grado di comprendere la fenomenologia fisica dei flussi comprimibili presi in considerazione durante il corso, di conoscere alcune metodologie di stima dei carichi aerodinamici per flussi di interesse aeronautico e di usare in modo consapevole metodologie di progetto ad-hoc per questa classe di flussi.
At the end of the course students should be able to understand the physical phenomenology of the compressible flows considered in the course, they are supposed to know methods for the estimation of aerodynamic forces around aeronautical geometries and to use project methodologies for this class of flows.
In sede di esame
During the exam
Lo studente dovrà acqusire rigore e metodo nell'affrontare lo studio dei flussi comprimibili e la capacità di adottare le opportune semplificazioni per applicazioni ingegneristiche.
The student is supposed to gain a proper method so as to study compressible flows and capabilities in adopting the simplifications which are needed for engineering applications.
In sede di esame finale.
During the exam.
Fluidodinamica.
Fluid dynamics
Le lezioni e le esercitazioni sono frontali e sono tenute alla lavagna. Le esercitazioni sono effettuate con l'ausilio del software MATLAB. Il materiale didattico aggiuntivo rispetto ai testi di riferimento e il materiale delle esercitazioni è distribuito sulla piattaforma e-learning http://elearn.ing.unipi.it
La partecipazione attiva alle lezioni è fortemente consigliata. Questa deve essere completata da studio individuale.
Classes and excercises are frontal and carried out using the blackboard. Exercises are solved using Matlab software. The additional didactic material, besides the reference textbooks, is distributed on the e-learning platform http://elearn.ing.unipi.it.
Participation to the classes is strongly encouraged, and should be completed by individual study.
1) Richiami sulla termodinamica dei gas perfetti ed equazioni del moto in forma integrale e differenziale
2) Derivazione delle equazioni dell'acustica e discussione della soluzione generale nel caso monodimensionale
3) Modello di moto quasi unidimensionale: moto in condotti di area variabile in condizioni adiabatiche e senza attrito, urti normali, moto con attrito (alla Fanno) e moto con trasmissione di calore (alla Rayleigh).
4) Onde d'urto oblique piane: equazioni, derivazione del diagramma di svolta e stima delle relazioni di salto. Interazioni tra urti obliqui.
5) Teorema di Crocco ed esempi di applicazione
6) Metodo delle caratteristiche per le equazioni stazionarie di Eulero in condizioni supersoniche: derivazione per i casi omoentropico piano, omoentropico assialsimmetrico e isoentropico piano.
7) Flussi in onda semplice
8) Shock Expansion Theory
9) Teoria dei profili sottili supersonici
10) Correzioni di comprimibilita': regola di Gothert, regola di Prandtl Glauert per corpi piatti 3D e per profili alari
11) Ali di apertura finita in flusso supersonico nell'ipotesi di piccole perturbazioni
12) Teoria dello strato limite laminare in flusso comprimibile (cenni e proprieta' fondamentali)
13) Flusso supersonico attorno ad un cono: derivazione delle equazioni e risultati fondamentali.
14) Cenni alla teoria dei corpi affusolati per lo studio del flusso supersonico attorno a corpi assialsimmetrici poco perturbativi.
1) Basic elements on the thermodynamic properties of perfect gasses and on the Navier Stokes equations in integral and in differential forms
2) Derivation of the equations for acoustics and general solution in the monodimensional case
3) Quasi 1D motion: steady flow in adiabatic ducts without friction, normal shock waves, flow in adiabatic ducts with friction (Fanno) and flow in ducts with heat exchange and without fricition (Rayleigh).
4) Oblique shock waves: equations, diagrams and jump conditions. Flow with intersecting shock waves.
5) Crocco's theorem and examples
6) Characteristic method for the steady Euler equations in supersonic flow: derivation for the cases (i) omoentropic and plane, (ii) axysimmetric and omoentropic and (iii) for plane isoentropic flow.
7) Simple wave flows
8) Shock Expansion theory
9) Theory of thin airfoils in supersonic flow
10) Compressibility corrections: Gothert rule, Prandtl Glauert rule
11) Theory of supersonic thin wings
12) Compressible boundary layers (basic concepts)
13) Supersonic flow around a cone: derivation of the equations and fundamental results
14) Basic concepts on slender axysimmetric bodies in supersonic flow.
I testi di riferimento per il corso sono i seguenti:
1) A. H. Shapiro, "Dynamics and Thermodynamics of compressible fluid flow", Ronald Press,U.S., 1954
2) J. D. Anderson, "Modern Compressible Flow with historical perspective", McGraw Hill, third edition, 2003
The reference textbooks for the course are:
1) A. H. Shapiro, "Dynamics and Thermodynamics of compressible fluid flow", Ronald Press,U.S., 1954
2) J. D. Anderson, "Modern Compressible Flow with historical perspective", McGraw Hill, third edition, 2003
Esame scritto basato su esercizi e esame orale di conoscenza della materia
Written exam based on excercises and oral exam on the knowledge of the subject
I registri delle lezioni sono disponibili sul sito web di Ateneo Unimap (http://unimap.unipi.it/).
Lesson logs are available on the website Unimap (http://unimap.unipi.it/).
Ricevimento: Giovedì mattina – DICI, sede Ingegneria Aerospaziale, Via G. Caruso, 8 – meglio inviare e-mail prima per conferma o eventuale altro appuntamento
Receiving students on thursday morning at DICI, Aerospace Engineering division, Via G. Caruso, 8. It is suggested to write an email before for confirming or for agreeing on a different date.