Scheda programma d'esame
GASDINAMICA
SIMONE CAMARRI
Anno accademico2018/19
CdSINGEGNERIA AEROSPAZIALE
Codice682II
CFU6
PeriodoPrimo semestre

ModuliSettoreTipoOreDocente/i
GASDINAMICAING-IND/06LEZIONI60
SIMONE CAMARRI unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

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.

 

 

Knowledge

The course aims at teaching the fundamental characteristics of compressible flows, with particular attention for compressible flows around geometries that are of aeronautical interest.

Modalità di verifica delle conoscenze

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.

Assessment criteria of knowledge

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.

Capacità

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.

 

 

Skills

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.

Modalità di verifica delle capacità

In sede di esame

Assessment criteria of skills

During the exam

Comportamenti

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.

Behaviors

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.

Modalità di verifica dei comportamenti

In sede di esame finale.

Assessment criteria of behaviors

During the exam.

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Fluidodinamica.

Prerequisites

Fluid dynamics

Indicazioni metodologiche

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.

Teaching methods

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.

Programma (contenuti dell'insegnamento)

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.

Syllabus

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.

Bibliografia e materiale didattico

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

Bibliography

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

Modalità d'esame

Esame scritto basato su esercizi e esame orale di conoscenza della materia

Assessment methods

Written exam based on excercises and oral exam on the knowledge of the subject

Altri riferimenti web

I registri delle lezioni sono disponibili sul sito web di Ateneo Unimap (http://unimap.unipi.it/).

Additional web pages

Lesson logs are available on the website Unimap (http://unimap.unipi.it/).

Note

Ricevimento: Giovedì mattina – DICI, sede Ingegneria Aerospaziale, Via G. Caruso, 8 – meglio inviare e-mail prima per conferma o eventuale altro appuntamento

Notes

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.

Ultimo aggiornamento 17/09/2018 15:19