FAMILIARIZZARE LO STUDENTE CON METODOLOGIE UTILIZZATE NELL’INGEGNERIA AERONAUTICA PER LA FORMULAZIONE E LA SOLUZIONE DI PROBLEMATICHE AEROELASTICHE. IL SETTORE DELL’AEROELASTICITÀ STUDIA L’INTERAZIONE TRA LA STRUTTURA E L’ARIA CHE LA CIRCONDA, CON ENFASI SUI FENOMENI DI INSTABILITA' COME IL FLUTTER E LA DIVERGENZA. FORMULAZIONI AEROELASTICHE PER CONFIGURAZIONI ALARI 2D E 3D SONO OTTENUTE ACCOPPIANDO LE EQUAZIONI DELLA DINAMICA STRUTTURALE CON TEORIE AERODINAMICHE NON STAZIONARIE, E QUINDI VENGONO PRESENTATI E DISCUSSI METODI PER LA LORO SOLUZIONE.
scheda docente materiale didattico
La teoria aerodinamica 2D, non stazionaria di Theodorsen. Studio del flutter mediante il metodo V-g. Approssimazione alla Padè della `lift deficiency function' e relativo modello aeroelastico agli stati finiti. Relazione tra la teoria di Theodorsen e la teoria di Wagner.
Modello aeroelastico di ali 3D: modello dinamico-strutturale di trave flesso-torsionale, modello aerodinamico `strip theory' e applicazione del metodo di Galerkin. Effetto della freccia alare. Studio della stabilità aeroelastica.
Aerodinamica 3D non-stazionaria: flussi non-viscosi incompressibili; formulazione differenziale per flussi quasi-potenziali incompressibili; formulazione integrale per flussi quasi-potenziali incompressibili e metodo dei pannelli per la sua soluzione numerica. Matrice aerodinamica per l'analisi della stabilità aeroelastica. Approssimazione razionale matriciale della matrice aerodinamica, relativo modello aeroelastico agli stati finiti e studio del flutter.
Aeroelasticità sezioni alari con flap di estremità. Attuazione del flap per il controllo del flutter mediante applicazione della teoria del controllo ottimo con osservatore.
Possono essere utili come ulteriore riferimento anche i seguenti testi:
Bisplinghoff, R.L., Ashley H., Halfman, R., Aeroelasticity. Dover Publications, 1996.
Hodges, D.H. and Pierce, A., Introduction to Structural Dynamics and Aeroelasticity. Cambridge Aerospace Series, 2002.
Programma
Introduzione al modello semi-rigido di ala a 2 gdl e determinazione delle relative equazioni di governo mediante formulazione Lagrangiana. Modelli aerodinamici semplificati 2D, stazionari e quasi-stazionari, per lo studio dell'aeroelasticità del modello semirigido. Studio del flutter e della divergenza aeroelastica.La teoria aerodinamica 2D, non stazionaria di Theodorsen. Studio del flutter mediante il metodo V-g. Approssimazione alla Padè della `lift deficiency function' e relativo modello aeroelastico agli stati finiti. Relazione tra la teoria di Theodorsen e la teoria di Wagner.
Modello aeroelastico di ali 3D: modello dinamico-strutturale di trave flesso-torsionale, modello aerodinamico `strip theory' e applicazione del metodo di Galerkin. Effetto della freccia alare. Studio della stabilità aeroelastica.
Aerodinamica 3D non-stazionaria: flussi non-viscosi incompressibili; formulazione differenziale per flussi quasi-potenziali incompressibili; formulazione integrale per flussi quasi-potenziali incompressibili e metodo dei pannelli per la sua soluzione numerica. Matrice aerodinamica per l'analisi della stabilità aeroelastica. Approssimazione razionale matriciale della matrice aerodinamica, relativo modello aeroelastico agli stati finiti e studio del flutter.
Aeroelasticità sezioni alari con flap di estremità. Attuazione del flap per il controllo del flutter mediante applicazione della teoria del controllo ottimo con osservatore.
Testi Adottati
Gennaretti, M., Lezioni di Aeroelasticità, Edizioni Efesto, Roma, 2021.Possono essere utili come ulteriore riferimento anche i seguenti testi:
Bisplinghoff, R.L., Ashley H., Halfman, R., Aeroelasticity. Dover Publications, 1996.
Hodges, D.H. and Pierce, A., Introduction to Structural Dynamics and Aeroelasticity. Cambridge Aerospace Series, 2002.
Bibliografia Di Riferimento
Fung, Y.C., An Introduction to the Theory of Aeroelasticity. Dover Publications, 1994. Wright, J.R. and Cooper, J.E., Introduction to Aircraft Aeroelasticity and Loads. Wiley and Sons, 2007. Dowell, E.H., A modern course in aeroelasticity. Kluwer Academic Publishers, 2004. Venkatesan, C., and Friedmann, P. P., “New Approach to Finite-State Modeling of Unsteady Aerodynamics,” AIAA Journal, Vol. 24, No. 12, 1986, pp. 1889–1897. Theodorsen, T., “General Theory of Aerodynamic Instability and the Mechanism of Flutter,” NACA Rept. 496, 1935. Morino, L., Gennaretti, M., “Boundary Integral Equation Methods for Aerodynamics,” Computational Nonlinear Mechanics in Aerospace Engineering, edited by S. N. Atluri, Progress in Astronautics and Aeronautics, AIAA, Washington, D.C., 1992, pp. 279–320. Gennaretti, M., Greco, L., "A time-dependent coefficient reduced-order model for unsteady aerodynamics of proprotors", Journal of Aircraft, Vol. 42, No. 1, 2005, pp. 138-147.Modalità Erogazione
La didattica prevede lezioni frontali, ma anche esercitazioni di gruppo assegnate durante lo svolgimento del corso. La frequenza delle lezioni, seppur consigliata, non è obbligatoria. Nel caso di un prolungamento dell’emergenza sanitaria da COVID-19 saranno recepite tutte le disposizioni che regolino le modalità di svolgimento delle attività didattiche.Modalità Valutazione
L'esame consiste in una prova scritta di 1 ora e mezza e una prova orale. La prova scritta prevede più domande teoriche con risposte aperte, volte a verificare il livello di comprensione effettiva dei concetti e la capacità di interpretarli in contesti reali. Il superamento della prova scritta è prerequisito per partecipare alla prova orale, che comprende domande teoriche e pratiche relative all'intero programma. Durante la prova orale sono anche discusse le esercitazioni di gruppo che gli studenti hanno svolto durante l'anno. I compiti di esame degli anni precedenti sono resi disponibili dal docente. Nel caso di un prolungamento dell’emergenza sanitaria da COVID-19 saranno recepite tutte le disposizioni che regolino le modalità di svolgimento delle attività di verifica. In particolare, si applicherà la modalità di svolgimento esclusivamente in forma orale.