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Aeroelasticità

03AAJMT

A.A. 2021/22

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Aerospaziale - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Collaboratori
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Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/06 6 B - Caratterizzanti Ingegneria aerospaziale ed astronautica
2020/21
L’insegnamento intende fornire le basi per la comprensione fisica e la rappresentazione matematica dei principali fenomeni aeroelastici statici e dinamici nelle strutture portanti. Particolare enfasi è data all’uso delle metodologie di calcolo maggiormente utilizzati nel campo aerospaziale e alle formulazioni aeroelastiche basate sul metodo degli elementi finiti.
This course provides fundamentals on the static and dynamic aeroelastic phenomena than can occur to lifting surface. Furthermore, the mathematical description of such phenomena is tackled. Particular attention is paid to the computational tools adopted in the aerospace field and the finite element formulation of the aeroelastic problems.
Acquisizione della capacità di vedere il sistema formato dalla struttura deformabile e dalla corrente fluida come un’unità inscindibile. Capacità di analizzare la riposta statica e dinamica del sistema accoppiato e valutarne le caratteristiche di stabilità.
The ability to conceive the deformable structure and the flow field as a single, aeroelastic system. The ability to analyze the static and dynamic response of the coupled system and evaluate its stability.
Conoscenze tipiche dei corsi di aerodinamica, strutture aeronautiche e meccanica del volo.
Fundamentals of aerodynamics, aerospace structures and flight mechanics.
Definizione e classificazione dei fenomeni aeroelastici. Generalità sui fenomeni aeroelastici e ruolo dell’accoppiamento aerodinamico, geometrico, meccanico ed inerziale. Sistemi aeroelastici con parametri discreti. Aeroelasticità statica: risposta, divergenza, inversione di comando ed interazione con la meccanica del volo. Aeroelasticità dinamica. Equazioni generali, risposta dinamica e flutter. Metodo-p, metodo-k, metodo p-k. Sistema ad uno e due gradi di libertà. Possibili forme delle forze aerodinamiche. Espressione delle forze aerodinamiche in funzione della frequenza ridotta. Frequenze e smorzamenti. Calcolo iterativo delle condizioni di flutter. Sistemi a parametri distribuiti unidimensionali ed analisi aeroelastica statica con teoria di striscia. Formulazione agli elementi finiti del problema aeroelastico mediante Vortex Lattice Method, VLM, e Doublet Lattice Method, DLM. Applicazioni al caso dei materiali compositi e tailoring aeroelastico.
Definition and classification of the aeroelastic phenomena. Introduction to the aerodynamic, geometric, mechanical, and inertial coupling. Aeroelastic systems with discrete parameters. Static Aeroelasticity: response, divergence, control reversal, and flight mechanics interactions. Dynamic Aeroelasticity: equations, response, flutter, p-, k- and p-k methods. Single and two degrees of freedom systems. Aerodynamic force representations. Aerodynamic force as a function of the reduced frequency. Frequency and damping. Iterative computation of the flutter conditions. One dimensional distributed systems and static aeroelasticity via the strip theory. Finite element formulation of the aeroelastic problem via the Vortex Lattice Method, VLM, and the Doublet Lattice Method, DLM. Extension to composite structures and aeroelastic tailoring.
Le esercitazioni rappresentano una parte fondamentale del corso. Vengono sviluppate applicazioni ai diversi temi indicati nel programma facendo uso di un codice accademico equivalente a quelli utilizzati nell’industria. Le esercitazioni sono settimanali e finalizzate alla scrittura di relazioni individuali.
The practice hours are a fundamental part of this course. Numerical applications of typical aeroelastic problems are carried out via an academic finite element code equivalent to those adopted by industries. In particular, the finite element formulation, VLM, and DLM are adopted. Each week, a numerical problem is tackled and a final, individual, written report must be prepared by each student.
Non sono richieste nozioni aggiuntive a quanto detto a lezione. Per una parte del corso si farà riferimento a DH Hodges, G A Pierce, Introduction to Structural Dynamics and Aeroelasticity, 2011
Notes taken by the students during lectures are enough to prepare this exam. This course is partially based on this book DH Hodges, GA Pierce, Introduction to Structural Dynamics and Aeroelasticity, 2011
Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato scritto individuale;
L’esame consiste in una prova orale in cui vengono verificate le conoscenze acquisite nel corso delle lezioni e delle esercitazioni. La durata prevista della prova orale sarà di circa 30-45 minuti e si articolerà su 3-4 domande. Almeno una domanda riguarderà i contenuti e la valutazione dell'elaborato scritto individuale il cui contributo nella formulazione del voto finale ha lo stesso peso relativo rispetto alle altre domande. Nel corso del semestre sono fissati alcuni momenti di verifica degli elaborati preparati nell'ambito delle esercitazioni. La discussione degli stessi elaborati è parte integrante della prova orale. Scopo dell'esame è quello di verificare i risultati attesi: a) Acquisizione della capacità di vedere il sistema formato dalla struttura deformabile e dalla corrente fluida come un’unità inscindibile. b) Capacità di analizzare la riposta statica e dinamica del sistema accoppiato e valutarne le caratteristiche di stabilità. c) Familiarità con i metodi analitici e numerici per l'analisi aeroelastica.
Exam: Compulsory oral exam; Individual essay;
The exam is oral and deals with the lecture and practice hour topics. The exam lasts approx 30-45 mins and consists of 3-4 questions, at least one question is on the practice hour topics and written report. During the semester of the course, a few hours are paid to the intermediate evaluation of the written report. The final written report is a topic of the oral exam.
Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato scritto individuale;
L’esame consiste in una prova orale in cui vengono verificate le conoscenze acquisite nel corso delle lezioni e delle esercitazioni. La durata prevista della prova orale sarà di circa 30-45 minuti e si articolerà su 3-4 domande. Almeno una domanda riguarderà i contenuti e la valutazione dell'elaborato scritto individuale il cui contributo nella formulazione del voto finale ha lo stesso peso relativo rispetto alle altre domande. Nel corso del semestre sono fissati alcuni momenti di verifica degli elaborati preparati nell'ambito delle esercitazioni. La discussione degli stessi elaborati è parte integrante della prova orale. Scopo dell'esame è quello di verificare i risultati attesi: a) Acquisizione della capacità di vedere il sistema formato dalla struttura deformabile e dalla corrente fluida come un’unità inscindibile. b) Capacità di analizzare la riposta statica e dinamica del sistema accoppiato e valutarne le caratteristiche di stabilità. c) Familiarità con i metodi analitici e numerici per l'analisi aeroelastica.
Exam: Compulsory oral exam; Individual essay;
The exam is oral and deals with the lecture and practice hour topics. The exam lasts approx 30-45 mins and consists of 3-4 questions, at least one question is on the practice hour topics and written report. The written report contributes to the final vote with the same weight as the other questions. During the semester of the course, a few hours are paid to the intermediate evaluation of the written report. The aim of the exam is to assess: a) The ability to consider the aeroelastic system as the union between the elastic and aerodynamic components. b) Analyze the static and dynamic response and the stability of the aeroelastic system. c) Use of analytical and numerical methods for aeroelasticity.


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