- Docente: Alessandro Talamelli
- Crediti formativi: 6
- SSD: ING-IND/06
- Lingua di insegnamento: Inglese
- Moduli: Alessandro Talamelli (Modulo 1) Gabriele Bellani (Modulo 2)
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 1) Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 2)
- Campus: Forli
- Corso: Laurea Magistrale in Ingegneria aerospaziale (cod. 8197)
Conoscenze e abilità da conseguire
Al termine del corso, lo studente è in grado di affrontare gli aspetti più specialistici della fluidodinamica con applicazioni nel campo dell'ingegneria aerospaziale o più in generale di quella industriale. Sfruttando le conoscenze acquisite nei corsi propedeutici di aerodinamica, fluidodinamica e di matematica avanzata lo studente è in grado di affrontare l'analisi e la modellazione di flussi turbolenti complessi utilizzando sia tecniche di tipo teorico-numerico che di carattere sperimentale.
Contenuti
1. I FLUIDI E IL LORO MOTO. Richiami di fisica dei fluidi. Le equazioni del moto. Il teorema di Buckingham.
2. LA MISURA Cenni introduttivi. La catena di misura. Sensori e trasduttori. Risoluzione e risposta in frequenza. Il rumore. L'acquisizione e l'elaborazione dati.
3. ANALISI DELL'ERRORE. Introduzione. Concetti di base e definizioni. Errori e incertezze nella variabile misurata. Distribuzione gaussiana. Teorema del limite centrale. Definizione di media e la varianza di una popolazione campione. Intervalli di confidenza e lo scarto di valori anomali. L'incertezza in un risultato determinato da più variabili. Metodo dello sviluppo in serie di Taylor per la propagazione delle incertezze. Metodo di Monte-Carlo. Analisi dell'errore generica e di dettaglio. Pianificazione degli esperimenti. Livello di ripetizione e di “replication”. Validazione delle simulazioni numeriche. Verifica e Validazione. Analisi dei dati, regressione e Reporting. Errori nel modello di regressione. Metodi ai minimi quadrati. Errori di calibrazione.
4. LE GALLERIE DEL VENTO Cenni introduttivi. Tipologie e caratteristiche. Gli elementi fondamentali di una galleria del vento. Il progetto aerodinamico. Stima delle perdite. Gallerie aerodinamiche per applicazioni particolari. La camera di prova. Diverse tipologie. Il bloccaggio. Correzioni.
5. METODOLOGIE DI MISURA Misure di pressione. Definizioni fondamentali. Sensori di pressione. Misure di parete. Misure di velocità mediante misure di pressione. La sonda di Prandtl. Trasduttori di pressione. Scanner di pressione. Misure di velocità. Anemometria a filo caldo. Metodologie per fili singoli, doppi e tripli. Sonde di vorticità. Misura mediante anemometri laser-doppler. Misure mediante Particle Image Velocimetry. Cenni a Stereo-PIV, time resolved e holographic.
6. TECNICHE DI ANALISI DEI SEGNALI Introduzione. Analisi in frequenza. Spettro e analisi di Fourier. Wavelet analysis. POD decomposition.
7. IL PROGETTO "CICLOPE". Introduzione. Problematiche relative alla misura della turbolenza di parete. Problematiche connesse con la misura di flussi a Reynolds elevati. Correzioni per misure di pressione e a filo caldo. Misure di stress tangenziale a parete. Tecnica oil-film.
Testi/Bibliografia
Measurements in Fluid Mechanics – S. Tavoularis – Cambridge University Press – ISBN 0070697124
Aerodinamica Sperimentale – Dispense del Docente
Elements of Fluid Dynamics – G. Buresti – Imperial College Press
Random Data: Analysis and Measurement procedures – J.S. Bendat & A. G. Piersol – Wiley
Experimentation, Validation, and Uncertainty Analysis for Engineers - Hugh W. Coleman, W. Glenn Steele - Wiley; 3 edition - ISBN-13: 978-0470168882
Metodi didattici
Lezioni ed esercitazioni frontali tenute dal docente. Durante il corso saranno organizzati corsi integrativi o seminari tenuti da personale altamente qualificato e riguardanti aspetti dell'aerodinamica sperimentale per le misure della turbolenza di parete. Gli argomenti dei seminari svolti andranno a fare parte integrante del programma e potranno essere oggetto di verifica in sede di esame.
Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento
La verifica avverrà tramite un'unica seduta di esame durante la quale sarà assegnato un esercizio scritto. La correzione dell'esercizio avverrà quando il candidato riterrà di aver concluso e fornirà gli spunti per la verifica orale. Lo studente dovrà dimostrare una sufficiente padronanza delle equazioni e delle tecniche presentate a lezione e di essere in grado di operare una sintesi delle conoscenze maturate.
Strumenti a supporto della didattica
Lezioni frontali alla lavagna e con proiezioni da computer. Esercitazioni in Matlab e in laboratorio di aerodinamica.
Orario di ricevimento
Consulta il sito web di Alessandro Talamelli
Consulta il sito web di Gabriele Bellani