Ncrit, Profili e Galleria del vento

[Camaleont]

Ciao a tutti,
questa mattina volevo divertirmi un pò con Profili e mi sono sorti un paio di dubbi/domande che vorrei porvi:

1: nella galleria del vento si cerca di ridurre al minimo la turbolenza della galleria stessa, e quindi avere un Ncrit alto. Se penso però alle condizioni reali in qui un aereo si muove, credo sia difficile che in ambiente naturale ci siano condizioni di turbolenza così minime....anzi, credo siano il contrario. Per cui mi chiedevo: perchè si misurano le caratteristiche di un profilo in condizioni non reali (mia ipotesi)? Usare una galleria del vento turbolenta non darebbe risultati più vicini alla realtà?

2: usando Profili, ho visto che si può impostare il Ncrit per xfoil per impostare l'analisi del profilo. In ambito aeromodellistico, quale pensate sia il valore migliore da usare? i valori alti li escluderei.......ma quanto bassi? infatti ho notato che se uso il valore standard (9) alcune volte le polari sono incomplete, abbassando il valore di Ncrit (6) i profili si comportano in modo migliore. Credete che 6 sia troppo basso per l'ambito aeromodellistico (vedi rugosità delle superfici, ecc ecc)? quale valore consigliate?

probabilmente ho detto un sacco di cavolate....ma essendo curioso, ed avendo questi due dubbi, ho voluto chiedere a voi esperti.

Ciao e buoni voli

[fabiovitti]

Ti rispondo solo al primo punto.
I fenomeni aerodinamici sono molto complicati da studiare.
Si tratta di fenomeni variabili nel tempo e legati a molte variabili in gioco (densità del fluido, temperatura, pressione, viscosità dell'aria...)

In tutti i campi scientifici si tende a spezzare un problema complesso in problemi più semplici per i quali cercare soluzioni matematiche applicabili SEMPRE, indipendentemente dalla variabilità che il fenomeno può avere nel tempo.

Se così non si facesse non si riuscirebbe ad arrivare a delle soluzioni matematiche (e quindi universalmente riconosciute da tutto il mondo scientifico).

Pertanto in galleria del vento si cerca di assumere come ipotesi di base che il flusso sia di un certo tipo e con caratteristiche ben precise perchè così sono applicabili equazioni matematiche ai valori che vengono riscontrati.

Nella realtà il fenomeno studiato in galleria del vento si andrà a combinare con altri fenomeni non controllabili, ma almeno si è in grado di apportare delle modifiche sull'aereo ( o sull'auto)per la parte che si conosce matematicamente.

Del resto se così non fosse una macchina di formula uno PERFETTA si sarebbe costruita da tempo visto che non è la capacità di calcolo che manca oggi con i moderni computer).

Spero di essere stato chiaro.

[Camaleont]

Originalmente inviato da fabiovitti

Ti rispondo solo al primo punto.
I fenomeni aerodinamici sono molto complicati da studiare.
Si tratta di fenomeni variabili nel tempo e legati a molte variabili in gioco (densità del fluido, temperatura, pressione, viscosità dell'aria...)

In tutti i campi scientifici si tende a spezzare un problema complesso in problemi più semplici per i quali cercare soluzioni matematiche applicabili SEMPRE, indipendentemente dalla variabilità che il fenomeno può avere nel tempo.

Se così non si facesse non si riuscirebbe ad arrivare a delle soluzioni matematiche (e quindi universalmente riconosciute da tutto il mondo scientifico).

Pertanto in galleria del vento si cerca di assumere come ipotesi di base che il flusso sia di un certo tipo e con caratteristiche ben precise perchè così sono applicabili equazioni matematiche ai valori che vengono riscontrati.

Nella realtà il fenomeno studiato in galleria del vento si andrà a combinare con altri fenomeni non controllabili, ma almeno si è in grado di apportare delle modifiche sull'aereo ( o sull'auto)per la parte che si conosce matematicamente.

Del resto se così non fosse una macchina di formula uno PERFETTA si sarebbe costruita da tempo visto che non è la capacità di calcolo che manca oggi con i moderni computer).

Spero di essere stato chiaro.

Sei stato assolutamente chiaro...grazie mille :o
ti chiedo una curiosità visto che sembra tu sia del settore....ma un approccio opposto, usando un flusso turbolento, nessuno lo ha mai provato? :eek:

[fabiovitti]

Il flusso turbolento si utilizza anche, ma ha poco senso mescolare i fenomeni (flusso laminare e turbolento) perchè poi non si arriverebbe a conclusioni matematiche universalmente riconosciute.
Inoltre le equazioni cambiano di parecchio da laminare a turbolento.

E' un po' come i tre principi della fisica, valgono se non ci sono perturbazioni esterne e se non si considera l'attrito altrimenti col cavolo che un corpo mantiene il proprio stato di quiete o di moto rettilineo uniforme, finché una forza non agisce su di esso.
Oppure che ad ogni azione ne corrisponde una uguale e contraria e così via.

[Camaleont]

Originalmente inviato da fabiovitti

Il flusso turbolento si utilizza anche, ma ha poco senso mescolare i fenomeni (flusso laminare e turbolento) perchè poi non si arriverebbe a conclusioni matematiche universalmente riconosciute.
Inoltre le equazioni cambiano di parecchio da laminare a turbolento.

E' un po' come i tre principi della fisica, valgono se non ci sono perturbazioni esterne e se non si considera l'attrito altrimenti col cavolo che un corpo mantiene il proprio stato di quiete o di moto rettilineo uniforme, finché una forza non agisce su di esso.
Oppure che ad ogni azione ne corrisponde una uguale e contraria e così via.

Giusto per capirne ancora un pò....molti che volano all'interno di palestre sanno benissimo che alcuni aerei che volano bene indoor non riescono a volare in maniera decente all'esterno...per cui qualche parametro (turbolenza?) dovrà pur influenzare il comportamento di questi profili nelle due condizioni....
Un ingegnere come fa a decidere che condizioni usare in fase di test quindi?

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[fabiovitti]

Per studiare i fenomeni fisici si utilizzano spesso modelli in scala.
Lo studio di modelli in scala è legato a dei valori detti numeri adimensionali (cioè sono numeri puri senza dimensione).
Questi numeri fondamentalmente sono quattro: il numero di Reynold, il numero di Prandtl, il numero di Mach ed il numero di Froude.
Ogni numero è stato formulato in modo tale da 'PORRE L'ACCENTO' su un certo aspetto che presenta il fenomeno aerodinamico che si vuole studiare.

Ad es per come è formulato il N. di Reynold, esso si lega alle dimensioni fisiche del modello, per come è formulato il numero di Mach esso si lega alle velocità che dovrà avere il modello, i numeri di Prandtl e Froude considerano fenomeni viscosi e turbolenti.

L'utilità di questi numeri è che sia nel caso reale sia nel caso riprodotto saranno uguali, pertanto le equazioni matematiche che applico al caso riprodotto daranno le stesse soluzioni anche nel caso reale.

Quindi fare un esperimento in scala non vuol dire soltanto prendere una cosa e ridurla geometricamente, ma fare in modo che i numeri adimensionali siano gli stessi nel caso reale e nel caso riprodotto.

Quindi per un modellino, se tu volessi fare un esperimento VERO in scala, oltre alle dimensioni e all'aspetto geometrico dovresti poter modulare anche valori fisici come la pressione la temperatura e, a volte, la viscosità stessa del fluido in cui si muove il modello.

Al contrario i nostri modelli volano nella stessa aria in cui volano i loro fratelli maggiori.

Per farti un esempio considera che un moscone vola perchè per lui e le sue dimensioni, l'aria appare alle sue ali come un fluido più denso tipo olio.

Se io facessi un aereo con il carico alare che presenta un moscone (che è molto elevato) non riuscirei mai a volare in aria, ma in un fluido più denso si.

Pensa anche agli aliscafi, tonnellate di nave sollevate da ali non eccessivamente grandi che non vanno ad elevate velocità (rispetto ad un aereo) ma il fatto di viaggiare in acqua (mille volte più densa dell'aria) permette di sviluppare una portanza mostruosa

[fabiovitti]

Ho visto ora che ci sono due discussioni Gemelle che vanno su binari paralleli.
Io continuo a rispondere qui, se qualche moderatore riesce a raggrupparle sarebbe meglio.
Grazie

[Camaleont]

Originalmente inviato da fabiovitti

Per studiare i fenomeni fisici si utilizzano spesso modelli in scala.
Lo studio di modelli in scala è legato a dei valori detti numeri adimensionali (cioè sono numeri puri senza dimensione).
Questi numeri fondamentalmente sono quattro: il numero di Reynold, il numero di Prandtl, il numero di Mach ed il numero di Froude.
Ogni numero è stato formulato in modo tale da 'PORRE L'ACCENTO' su un certo aspetto che presenta il fenomeno aerodinamico che si vuole studiare.

Ad es per come è formulato il N. di Reynold, esso si lega alle dimensioni fisiche del modello, per come è formulato il numero di Mach esso si lega alle velocità che dovrà avere il modello, i numeri di Prandtl e Froude considerano fenomeni viscosi e turbolenti.

L'utilità di questi numeri è che sia nel caso reale sia nel caso riprodotto saranno uguali, pertanto le equazioni matematiche che applico al caso riprodotto daranno le stesse soluzioni anche nel caso reale.

Quindi fare un esperimento in scala non vuol dire soltanto prendere una cosa e ridurla geometricamente, ma fare in modo che i numeri adimensionali siano gli stessi nel caso reale e nel caso riprodotto.

Quindi per un modellino, se tu volessi fare un esperimento VERO in scala, oltre alle dimensioni e all'aspetto geometrico dovresti poter modulare anche valori fisici come la pressione la temperatura e, a volte, la viscosità stessa del fluido in cui si muove il modello.

Al contrario i nostri modelli volano nella stessa aria in cui volano i loro fratelli maggiori.

Per farti un esempio considera che un moscone vola perchè per lui e le sue dimensioni, l'aria appare alle sue ali come un fluido più denso tipo olio.

Se io facessi un aereo con il carico alare che presenta un moscone (che è molto elevato) non riuscirei mai a volare in aria, ma in un fluido più denso si.

Pensa anche agli aliscafi, tonnellate di nave sollevate da ali non eccessivamente grandi che non vanno ad elevate velocità (rispetto ad un aereo) ma il fatto di viaggiare in acqua (mille volte più densa dell'aria) permette di sviluppare una portanza mostruosa

Grazie infinite per le risposte chiare e precise.
Se non ti scoccia ti farei una ulteriore domanda...nel caso dei modellini che ti dicevo,che indoor volano bene ma poi outdoor non riescono a sostenere lo stesso comportamento, è dato da diversi parametri di pressione,temperatura,turbolenza dell'aria, ecc?
Mi hai incuriosito e voglio andare a vedere i parametri dichiarati dalla galleria del vento nei vari report online dei vari profili a Low Reynolds number.

Sapevo del paradigma dell'impossibiltà del calabrone di volare. ....molto affascinante. Per le barche...non sfruttano pure l'effetto suolo?

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[fabiovitti]

I modelli indoor sono concepiti per 'aria tranquilla' con poche perturbazioni, è ovvio che se li porti all'aperto una raffica divento è già molto di più di quello che riescono a contrastare.
Del resto una piuma in una palestra cade in un certo modo, se la porti fuori e la fai cadere dalla stessa altezza ed in quel momento soffia un po' di vento te la ritrovi a decine di metri di distanza.

Sostanzialmente le differenze tra gli indoor e i modelli da esterno sono nel peso, quindi nel carico alare, nelle potenze del motore, nell'aria che si trovano a dover volare con assenza di raffiche. Da qui c'è tutta una serie di similitudini basate su quei quattro numeri adimensionali che rendono non paragonabili aerodinamicamente tra loro il volo di un modello indoor dal volo di un aeromodello classico.

sulle barche è possibile che sfruttino anche l'effetto suolo, ma non è il mio campo.

Esiste una tavola da surf con una pinna alare che quando cavalchi l'onda ti solleva la tavola dall'acqua quasi di 50 cm, praticamente voli.
Se vedi le dimensioni dell'ala che sono sotto la pinna vedrai che sono minuscole ma 100 kg li sollevano tranquillamente, prorpio perchè il fluido in cui lavorano è l'acqua più densa dell'aria.

Se trovo il link te lo allego.

[fabiovitti]

Prova a cercare con Hydrosurf e vedrai che ali piccole.
Ti allego un'immagine.
Pensa se bastassero quelle per volare in aria!!!
Voleremmo tutti!!!Sai che disastro