LO SCOPO DEL CORSO È FAR ACQUISIRE LA SENSIBILITÀ E LE COMPETENZE OPERATIVE NEL SETTORE DELL’AERODINAMICA SPERIMENTALE PER APPLICAZIONI AERONAUTICHE E PIÙ IN GENERALE NEL CAMPO DELL’INGEGNERIA INDUSTRIALE E DELL’INGEGNERIA AMBIENTALE.
VERRANNO INTRODOTTI I FONDAMENTI TEORICI DELL’AEROACUSTICA INCLUDENDO PROBLEMATICHE TEORICO-PROGETTUALI ED APPROFONDENDO, MEDIANTE LE ESERCITAZIONI DI LABORATORIO, GLI ASPETTI RELATIVI ALLA MISURA DEL RUMORE IN CONFIGURAZIONI DI INTERESSE AERONAUTICO (AD ESEMPIO IN GETTI COMPRESSIBILI E FLUSSI DI PARETE).
IL CORSO SARÀ RIVOLTO IN PARTICOLARE A FAR ACQUISIRE AGLI STUDENTI LA CAPACITÀ DI OPERARE CON STRUMENTAZIONE E TECNICHE DI ELABORAZIONE DEI DATI DI TIPO CONVENZIONALI ED AVANZATE.
VERRANNO INTRODOTTI I FONDAMENTI TEORICI DELL’AEROACUSTICA INCLUDENDO PROBLEMATICHE TEORICO-PROGETTUALI ED APPROFONDENDO, MEDIANTE LE ESERCITAZIONI DI LABORATORIO, GLI ASPETTI RELATIVI ALLA MISURA DEL RUMORE IN CONFIGURAZIONI DI INTERESSE AERONAUTICO (AD ESEMPIO IN GETTI COMPRESSIBILI E FLUSSI DI PARETE).
IL CORSO SARÀ RIVOLTO IN PARTICOLARE A FAR ACQUISIRE AGLI STUDENTI LA CAPACITÀ DI OPERARE CON STRUMENTAZIONE E TECNICHE DI ELABORAZIONE DEI DATI DI TIPO CONVENZIONALI ED AVANZATE.
scheda docente materiale didattico
Richiami di Fluidodinamica: equazioni di governo in campo incompressibile e compressibile, analisi dimensionale, soluzioni asintotiche. Campo sonoro; Onde nei gas e nei liquidi; Diffrazione; Acustica geometrica; Onde nei solidi; Analisi in frequenza del suono; definizione di Decibel e SPL; Filtri; Somma campi sonori; Interferenza e componenti in frequenza.
Equazione delle onde nei fluidi
Equazione delle onde in un campo privo di sorgente; Soluzioni generali e armoniche; Intensità del suono; Energia e densità di energia; riflessione e trasmissione delle onde. Meccanismi di generazione e propagazione del suono. Sorgenti sonore: Monopoli; Dipoli; Quadripoli.
Elementi di analisi del segnale e di teoria della probabilità.
Impianti per la misura del suono.
Camere anecoiche e camere riverberanti.
Tecniche di misura del suono
Alcuni fondamenti di matematica; Analisi di Fourier; Sistemi di Misura; Caratterizzazione di sorgenti acustiche mediante microfoni.
Principali tecniche sperimentali per lo studio di flussi turbolenti
Anemometria a filo caldo ad una e più componenti; anemometria Laser Doppler; Particle Image Velocimetry. Laser Induced Fluorescence.
Metodi ottici per l’analisi di campi di densità
Interferometria, Schlieren, Shadowgraph
Altri tipi di misure in gallerie aerodinamiche:
Tubo di Pitot, trasduttori di pressione, misure di portata (Venturimetri, Flussimetri), misure di temperatura con termocoppie, misure di forza e bilance dinamometriche, misure di acustica.
L. D. Landau and E. M. Lifshitz, Fluid Mechanics 2ed., Course of Theoretical Physics vol. 6, Butterworth-Heinemann (1987)
H.H. Hubbard, editor. Aeroacoustics of Flight Vehicles: Theory and Practice. Volume 1 Noise
Sources; Volume 2 Noise Control (Nasa Reference Publication 1258). Acoustical Society of
America, 1995.
M.S. Howe. Acoustics of Fluid-Structure Interactions. Cambridge University Press, Cambridge,
UK, 1998.
W.K. Blake. Mechanics of Flow-induced Sound and Vibration, Volume I. Academic Press,
Orlando, 1986
Thomas J. Mueller, Aeroacoustic Measurements, Springer; 1 edition (2002)
Stavros Tavoularis, Measurement in Fluid Mechanics, Cambridge University Press (2005).
Dispense a cura del docente.
Programma
Concetti FondamentaliRichiami di Fluidodinamica: equazioni di governo in campo incompressibile e compressibile, analisi dimensionale, soluzioni asintotiche. Campo sonoro; Onde nei gas e nei liquidi; Diffrazione; Acustica geometrica; Onde nei solidi; Analisi in frequenza del suono; definizione di Decibel e SPL; Filtri; Somma campi sonori; Interferenza e componenti in frequenza.
Equazione delle onde nei fluidi
Equazione delle onde in un campo privo di sorgente; Soluzioni generali e armoniche; Intensità del suono; Energia e densità di energia; riflessione e trasmissione delle onde. Meccanismi di generazione e propagazione del suono. Sorgenti sonore: Monopoli; Dipoli; Quadripoli.
Elementi di analisi del segnale e di teoria della probabilità.
Impianti per la misura del suono.
Camere anecoiche e camere riverberanti.
Tecniche di misura del suono
Alcuni fondamenti di matematica; Analisi di Fourier; Sistemi di Misura; Caratterizzazione di sorgenti acustiche mediante microfoni.
Principali tecniche sperimentali per lo studio di flussi turbolenti
Anemometria a filo caldo ad una e più componenti; anemometria Laser Doppler; Particle Image Velocimetry. Laser Induced Fluorescence.
Metodi ottici per l’analisi di campi di densità
Interferometria, Schlieren, Shadowgraph
Altri tipi di misure in gallerie aerodinamiche:
Tubo di Pitot, trasduttori di pressione, misure di portata (Venturimetri, Flussimetri), misure di temperatura con termocoppie, misure di forza e bilance dinamometriche, misure di acustica.
Testi Adottati
P.K. Kundu. Fluid Mechanics. Academic Press, San Diego, USA, 1990.L. D. Landau and E. M. Lifshitz, Fluid Mechanics 2ed., Course of Theoretical Physics vol. 6, Butterworth-Heinemann (1987)
H.H. Hubbard, editor. Aeroacoustics of Flight Vehicles: Theory and Practice. Volume 1 Noise
Sources; Volume 2 Noise Control (Nasa Reference Publication 1258). Acoustical Society of
America, 1995.
M.S. Howe. Acoustics of Fluid-Structure Interactions. Cambridge University Press, Cambridge,
UK, 1998.
W.K. Blake. Mechanics of Flow-induced Sound and Vibration, Volume I. Academic Press,
Orlando, 1986
Thomas J. Mueller, Aeroacoustic Measurements, Springer; 1 edition (2002)
Stavros Tavoularis, Measurement in Fluid Mechanics, Cambridge University Press (2005).
Dispense a cura del docente.
Bibliografia Di Riferimento
...Modalità Erogazione
Il corso è costituito da lezioni frontali e da esercitazioni di laboratorio. Le esercitazioni di laboratorio sono individuali e di gruppo e sono obbligatorie. Sono previste esercitazioni sia teorico-analitico che pratiche in cui verranno utilizzati strumenti per la misura della pressione e la velocità su esperimenti in scala da laboratorio, come getti o piccole eliche. Sono previste anche due visite didattiche. Una al centro italiano ricerca aerospaziale (CIRA) ed una alla vasca navale. Quest’ultima a valle di un serie di lezioni tenute sulle tecniche ottiche avvalorate da un ciclo di seminari tenuti da esperti nel settore. Le lezioni ed il materiale didattico sono prontamente resi disponibili sulla piattaforma Moodle.Modalità Frequenza
La frequenza al corso, seppur consigliata, non è obbligatoria. Le esercitazioni sono obbligatorie.Modalità Valutazione
La valutazione dell'apprendimento sarà verificata tramite un esame orale con eventuale discussione delle esercitazioni di laboratorio. Tutte le relazioni delle esercitazioni pratiche devono essere consegnate una settimana dopo la fine del corso e devono essere redatte in inglese.