Il corso ha per obbiettivo lo studio dei fenomeni di natura fluidodinamica connessi al progetto e all' analisi di sistemi propulsivi aeronautici e spaziali. Formalmente strutturato in lezioni ed esercitazioni, esso è rivolto principalmente allo studio del flusso interno, affrontato con diversi strumenti, che vanno dai bilanci di massa, energia e quantità di moto attraverso superfici di controllo, allo studio analitico, alle correlazioni di dati empirici, alle tecniche numeriche. La trattazione è rivolta, da un lato, al complesso delle turbomacchine, con particolare attenzione allo studio del compressore assiale che è una macchina esemplare per le problematiche fluidodinamiche poste dai moderni apparati propulsivi aeronautici, e dall’altro, alle tecniche di simulazione numerica di flussi interni a prese d’aria, ugelli e schiere palettate.

Capacità di analisi e progetto di massima di schiere palettate per turbomacchine. Capacità di interpretazione critica delle simulazioni numeriche di moto interno a sistemi propulsivi.

Termodinamica, meccanica e fluidodinamica di base. Fondamenti della propulsione. Fondamenti di calcolo numerico e programmazione.

MODULO DI FLUIDODINAMICA SISTEMI PROPULSIVI Francesco Larocca - Richiami di fluidodinamica del flusso comprimibile,viscoso. - Formulazioni conservative e quasi lineari delle equazioni del moto. - Approssimazione numerica di campi di moto supersonici stazionari. - Approssimazione numerica con tecnica "dipendente dal tempo" di campi stazionari misti subsonici-supersonici. - Discretizzazione dei campi a geometria complicata. - Generazione analitica e numerica di griglie di calcolo. - Discretizzazione dei campi a geometria complicata. - Flussi interni bidimensionali in prese d' aria , ugelli e schiere di profili MODULO DI FLUIDODINAMICA DELLE TURBOMACCHINE Francesco Larocca Triangoli di velocità. Teoria impulsiva: forze agenti su una schiera di profili. Soluzione analitica per flusso potenziale. Caratteristiche sperimentali di schiere. Il fenomeno dello stallo. La correlazione di Howell: problemi di analisi e di progetto. Dati sperimentali NACA. Effetti legati alla comprimibilità: Mach critico, Mach massimo, choking, loro dipendenza dall'incidenza. Stadio di compressore assiale: fattore di carico, coefficiente di portata, grado di reazione. Evoluzione termodinamica di un gas attraverso uno stadio di compressore assiale. Effetto del grado di reazione sullo stallo in bassa e alta velocità. Studio quasi-3D -Equilibrio radiale: problema di progetto e di analisi. Criteri di svergolamento. Flussi secondari. Stallo rotante, pompaggio.Schiere investite da correnti supersoniche. Urti ed espansioni su bordi d'attacco e di uscita. - Correnti supersoniche assialmente subsoniche: l'incidenza unica. Metodi della fluidodinamica computazionale applicati all'analisi e al progetto di schiere di profili.

MODULO DI FLUIDODINAMICA SISTEMI PROPULSIVI Francesco Larocca Sviluppo di un programma di calcolo per lo studio numerico di ugelli e/o schiere bidimensionali. MODULO DI FLUIDODINAMICA DELLE TURBOMACCHINE Francesco Larocca Nomenclatura dei profili in schiera. Esercizi numerici sulla teoria impulsiva. Valutazione analitica del flusso potenziale su una schiera di lamine piane. Valutazione degli effetti viscosi secondo la correlazione sperimentale di Howell. Dimensionamento di massima di un compressore assiale pluristadio. Progetto quasi 3D di uno stadio. Calcolo di un getto 2D supersonico. Calcolo delle condizioni di incidenza unica secondo il metodo di Levine.

- Appunti e materiale didattico verranno forniti dai docenti durante il corso. - J. H. Horlock, Axial FlowCompressors, Butterworths Sc. Pubbl. London - M.H.Vavra, Aero- thermodynamics and flow in turbomachines - Wiley, New York. - C. Hirsch: Numerical Copmutation of internal and external flows, John Wiley & Sons - M.J. Zucrow,J.D. Hoffman: Gas Dynamics, John Wiley & Sons

Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato scritto individuale;

Exam: Compulsory oral exam; Individual essay;

... Gli esami sono orali e consistono, per ognuno dei due moduli, in domande poste ad ogni candidato, sviluppate attraverso la discussione su argomenti affrontati durante le lezioni e l’ esercitazione.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.