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Politecnico di Torino
Anno Accademico 2012/13
01AAJMT
Aeroelasticità
Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Aerospaziale - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Chiocchia Gianfranco ORARIO RICEVIMENTO     66 0 15 0 4
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/06
ING-IND/06
2
6
C - Affini o integrative
B - Caratterizzanti
Attività formative affini o integrative
Ingegneria aerospaziale ed astronautica
Presentazione
L’insegnamento intende fornire le basi per la comprensione fisica e la rappresentazione matematica dei principali fenomeni causati dall'interazione tra le correnti fluide e le strutture elastiche sia in condizioni stazionarie, sia, soprattutto, in condizione non stazionarie. Data l'importanza per gli aspetti dinamici dell'aeroelasticità, un congruo numero di lezioni è dedicato all'esposizione di elementi di aerodinamica non stazionaria.
Risultati di apprendimento attesi
Acquisizione della capacità di vedere il sistema formato dalla struttura deformabile e dalla corrente fluida come un’unità inscindibile le caratteristiche meccaniche della quale non sono più quelle dei suoi singoli componenti.
Prerequisiti / Conoscenze pregresse
Conoscenze di aerodinamica, costruzioni aeronautiche e matematiche.
Programma
Definizione e classificazione dei fenomeni aeroelastici. Galloping e vortex shedding in strutture aeronautiche e civili. Richiami di elastomeccanica applicati ad ali e fusoliere. Equazioni differenziali ed integrali dell'equilibrio elastico statico e dinamico.
Problemi aeroelastici statici: divergenza torsionale e inversione d'effetto delle superfici di comando in sistemi piani e in ali a medio-grande allungamento; effetto della pianta a freccia, distribuzione di portanza sull'ala deformata, perdita di efficacia degli alettoni. Divergenza flessionale nelle fusoliere e nei vettori spaziali.
Equazioni generali del moto non stazionario di un fluido ideale. Campi incompressibili: moto accelerati ed importanza del sistema di riferimento. Forze di massa virtuali. Lamine piane, profili sottili, ali e corpi snelli in moto vario od oscillatorio investiti da una corrente uniforme. Sfasamenti tra spostamenti e forze aerodinamiche. Campi non stazionari compressibili. Sorgenti elementari in un fluido a riposo e in una corrente veloce. Moto armonico di profili ed ali sottili in una corrente compressibile.
Problemi di risposta aeroelastica dinamica, funzioni di trasferimento aeroelastiche. Flutter classico: equazioni e metodi di soluzione per un modello elementare. Analisi parametrica e criteri di prevenzione, effetto della compressibilità e della quota. Flutter di stallo e flutter dei pannelli. Whirl-flutter dei grandi rotori degli aerei V-STOL e degli aeromotori. Buffeting. Buzz e buffeting transonico.


Organizzazione dell'insegnamento
Le esercitazioni si svolgono in laboratorio di calcolo e prevedono l’utilizzo di codici messi a disposizione dai docenti per l’analisi di configurazioni aeronautiche tipiche. In particolare esse includono:
- Generalità sulla formulazione agli elementi finiti di problemi aeroelastici.
- Calcolo esplicito di matrici di rigidezza e smorzamento aerodinamici per ali.
- Calcolo di modi propri flessionali e torsionali in ali tipiche
- Calcolo di risposte aeroelastiche statiche
- Calcolo della divergenza aeroelastica in ali metalliche e in materiale composito
- Idem, calcolo della risposta aeroelastica dinamica e del flutter
- Cenni ai metodi Vortex Lattice e Doublet Lattice e al loro uso per calcoli di divergenza e flutter.
Testi richiesti o raccomandati: letture, dispense, altro materiale didattico
a) Testo di riferimento per il corso:
G. Chiocchia, Principi di aeroelasticità, Levrotto & Bella, Torino 2002
G. Chiocchia, Lezioni di aerodinamica instazionaria (testo scaricabile dal sito dell’insegnamento o fotocopiabile presso il centro stampa del Politecnico)
b) Per approfondimenti ed ulteriore consultazione:
E.H. Dowell, H.C. Curtiss Jr, R.H. Scanlan, F. Sisto, A modern course in aeroelasticity, Kluwer Academic Press, 3rd ed., 1995
Testi richiesti o raccomandati: letture, dispense, altro materiale didattico (Prof. G. Chiocchia)
a) Testo di riferimento per il corso:
G. Chiocchia, Principi di aeroelasticità 3 edizione, Levrotto & Bella, Torino 2012
G. Chiocchia, Lezioni di aerodinamica instazionaria, ed. 2012 (testo scaricabile dal sito dell’insegnamento)
b) Per approfondimenti ed ulteriore consultazione:
E.H. Dowell, H.C. Curtiss Jr, R.H. Scanlan, F. Sisto, A modern course in aeroelasticity, Kluwer Academic Press, 3rd ed., 1995
R.L. Bisplinghoff, H Ashley, R.L Halfman, Aeroelasticity, Dover Publ. N.Y. 1996
Y.C. Fung, An introduction to the theory of aeroelasticity, Dover Publ. N.Y. 1993
(tutti reperibili presso la biblioteca del DIMEAS, sezione aerospaziale)


Criteri, regole e procedure per l'esame
L’esame consiste in una prova orale comprendente due o tre domande poste al candidato, sviluppate attraverso una discussione e dura circa venti minuti. Particolare importanza viene attribuita al raggiungimento di un sufficiente livello di comprensione dei processi di interazione tra il fluido e la struttura e delle relative implicazioni.
Criteri, regole e procedure per l'esame (Prof. G. Chiocchia)
L’esame consiste in una prova orale comprendente due domande poste al candidato, sviluppate attraverso una discussione e dura circa venti minuti. Un elenco aggiornato delle domande apparirà a inizio gennaio nella sezione "Materiali" di questo sito. La prima domanda sarà sorteggiata dallo studente da questo elenco, mentre la seconda sarà scelta (sempre da questo elenco) dal docente. In alternativa ad una domanda dell'elenco, il docente potrà tuttavia decidere di porne una sulle esercitazioni svolte durante l'anno.
Particolare importanza viene attribuita al raggiungimento di un sufficiente livello di comprensione dei processi di interazione tra il fluido e la struttura e delle relative implicazioni.


Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2012/13
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