Studio degli aeromodelli con XFLR5

[frank]

In alcuni casi gli algoritmi di XFoil prendono delle "cantonate". Una di queste è visibile nella polare del profilo NACA 0007 a Re 150000 (evidenziata dalla linea nera spessa nel grafico). Come si vede ha un andamento poco "educato", dovuto non a problemi del profilo ma a problemi di convergenza dell'algoritmo XFoil: per convincersene basta ricalcolare quella sola polare per un Re molto vicino (per esempio 149000) e la si vedrà tornare "in regola". E' importante rilevare queste anomalie e correggerle o eliminare del tutto le polari "strane" per evitare che i calcoli che seguiranno vengano distorti.

Frank :

Riprendo il filo del discorso. Il profilo principale dell'ala del Blade è una versione modificata del profilo RG 15, assottigliata al 7,8%. Si presume che il profilo cambi verso l'estremità alare, ma non ci sono informazioni certe in merito, e perciò nella mia analisi ho trascurato questo aspetto.

Nella mia sperimentazione del software mi sono reso conto comunque
che un "piccolo" errore nella descrizione del profilo può comportare
una interpretazione non corretta del software che degrada ulteriormente
i risultati,consiglio di prestare molta attenzione e riportare il
profilo o i profili in modo + preciso possibile.

Frank :

Mentre le coordinate di un profilo NACA possono essere calcolate, le coordinate del RG 15 devono essere trovate in qualche modo, per esempio scaricandole dal database di profili dell'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign (http://www.ae.uiuc.edu/m-selig/ads/c...tabase.html#R).
Ottenuto il file "rg15.dat"...

Il modo corretto per creare un file .Dat da importare
sia che si crei con un Cad che si inseriscano a i dati manualmente
o meglio la sintassi con la quale ho ottenuto i risultati migliori
è partire con il primo punto dalla destra
(bordo uscita) parte superiore del profilo e continuando verso
il bordo ingresso che stà a sinistra per arrivare all'ultimo punto
in basso sempre a destra.

Spero che questi interventi "tecnici" siano aprezzati,
se non fosse così vi prego avvertirmi tempestivamente,
agirò di conseguenza non intervenendo in modo da non infastidire
gli eventuali indiani di cremona che han già fat.

[DoC]

La discussione è stata posta in rilievo; prego gentilmente tutti di non inserire commenti inutili ai fini della discussione per non renderla dispersiva; solo questioni tecniche inerenti all'oggetto.

[frank]

Originalmente inviato da jijuja

Nella mia sperimentazione del software mi sono reso conto comunque
che un "piccolo" errore nella descrizione del profilo può comportare
una interpretazione non corretta del software che degrada ulteriormente
i risultati,consiglio di prestare molta attenzione e riportare il
profilo o i profili in modo + preciso possibile.

Vero, ma nel caso del Blade l'indicazione di quale sia il profilo e lo spessore ce la dà per fortuna il costruttore. E' possibile (si dice, ma senza conferme) che il profilo in estremità evolva in qualcosa di diverso dall'RG 15 7.8%, in modo tale da introdurre uno svergolamento aerodinamico e migliorare la distribuzione di portanza. Non avendo dati certi, preferisco non tirare a indovinare: se nel corso dei calcoli vedremo che la distribuzione di portanza all'estremità risulta sfavorevole, meglio: sarà un esercizio utile.

Frank :

Originalmente inviato da jijuja

Il modo corretto per creare un file .Dat da importare
sia che si crei con un Cad che si inseriscano a i dati manualmente
o meglio la sintassi con la quale ho ottenuto i risultati migliori
è partire con il primo punto dalla destra
(bordo uscita) parte superiore del profilo e continuando verso
il bordo ingresso che stà a sinistra per arrivare all'ultimo punto
in basso sempre a destra.

Per fortuna non occorre ricorrere al CAD o all'inserimento manuale nel caso dei due profili del Blade: per l'RG 15 esiste in letteratura il file delle coordinate dal lavoro di Rolf Girsberger, e per i profili NACA 4 cifre è noto l'algoritmo di calcolo.

[frank]

Ora che abbiamo le famiglie di polari 2D dei nostri profili, possiamo iniziare ad avventurarci nel campo della simulazione 3D con il reticolo di vortici. A questo scopo dovremo creare un semplice modello 3D del nostro Blade, riportando in XFLR5 la pianta alare, il diedro trasversale, la coda con la sua pianta e il suo diedro longitudinale. I dati che trovate in figura sono stati da me rilevati sul vero Blade 1.9.
Per entrare nel modulo di XFLR5 che controlla la geometria del modello, bisogna selezionare dal menù "Application" l'opzione "Wing Design". Fatto questo, dal menù "Wing/Plane" scegliamo "Define a Plane" e ci troviamo davanti la finestra che ho riportato in figura. Da questa finestra possiamo assegnare un nome al modello, impostare le incidenze ("tilt") di ala e elevatore, e soprattutto entrare nelle sotto-finestre di definizione della geometria. Queste sottofinestre (vedi figure) chiedono di suddividere le superfici portanti in pannelli trapezoidali, ciascuno con una pannellatura interna definibile a piacere (ma attenzione a non creare troppi pannelli, XFLR5 ha comunque alcune limitazioni: consiglio di usare il bottone "Reset VLM Mesh" per ottenre una pannellatura che XFLR5 considera ragionevole), e per ciascun pannello si definiscono il profilo, le corde interne ed esterne, l'ampiezza lungo l'apertura, la freccia, il diedro e l'eventuale svergolamento. Mentre si inseriscono i dati, XFLR5 calcola subito la superficie e la corda media aerodinamica.
L'ala del Blade ha un diedro di 1,5° per ogni semiala (3° totali), e la coda a V viene modellata come un elevatore con un diedro di 35° (apertura della V di 110°), ovviamente senza deriva. Le mie misure hanno rivelato uno svergolamento geometrico di 0,5° all'estremità dell'alettone e un diedro longitudinale di 0,7° (io nel modello XFLR5 ho immaginato la coda a 0° e ho dato 0,7° di incidenza alla coda, ma visto che XFLR5 non modella la fusoliera si può usare qualunque altro calettamento con 0,7° di incidenza relativa).
Una volta definite ala e coda, e dopo avere controllato che NON sia selezionata l'opzione "Check Panels on Exit" (ha qualche problema con le code a V in questa versione), si dà l'OK alla finestra di definizione della geometria, poi si seleziona "3D" dal menù "View" e si potrà osservare la vista assonometrica del modello. Con i bottoni X, Y e Z nella parte destra della finestra si potrà anche selezionare una delle tre viste ortogonali.

[akitainu]

Originalmente inviato da frank

Ora che abbiamo le famiglie di polari 2D dei nostri profili, vista assonometrica del modello. Con i bottoni X, Y e Z nella parte destra della finestra si potrà anche selezionare una delle tre viste ortogonali.

Vorrei intervenire con un piccolo appunto.

Il blade che dici tu, ha una incidenza di 1,5° che si è rivelata eccessiva, tante che sia io, che simone, abbiamo i blade modificati.

Il nuovo blade che arriverà a fine anno, avrà l'incidenza di 0.8

Quindi io nei parametri metterei 0,8 e non 0,7 che è cmq l'incidenza che abbiamo anche noi "modificatori".. e cosi ottieni anche dei risultati simili a quello che sarà il nuovo modello.



poi facci lei...

[frank]

Originalmente inviato da akitainu

Vorrei intervenire con un piccolo appunto.

Il blade che dici tu, ha una incidenza di 1,5° che si è rivelata eccessiva, tante che sia io, che simone, abbiamo i blade modificati.

Il nuovo blade che arriverà a fine anno, avrà l'incidenza di 0.8

Quindi io nei parametri metterei 0,8 e non 0,7 che è cmq l'incidenza che abbiamo anche noi "modificatori".. e cosi ottieni anche dei risultati simili a quello che sarà il nuovo modello.



poi facci lei...

Mi hai preso in castagna, il mio incidenziometro ha una precisione di mezzo grado, quindi in realtà non posso sapere se il mio DL sia 0,7° oppure 0,5° oppure 1°. Di sicuro nel mio non è 1,5°, l'indice è tra la tacca 0,5° e quella 1°. Comunque accolgo il suggerimento e nei prossimi calcoli metterò 1° tanto per avere un valore di riferimento che sia una via di mezzo tra il "futuro" Blade e quanto gira attualmente sui nostri pendii.

[twentynine]

Premetto che non ho ancora scaricato il programma.

Da ignurant mi chiedo: ma il numero dei pannelli per la definizione della superficie è fisso o si puo' impostare?
E ancora: un numero maggiore di pannelli, aumentando la "definizione" della superficie, aumenta la "risoluzione" di calcolo?
Che ragionamento si fa per determinarlo?

[frank]

Originalmente inviato da twentynine

Premetto che non ho ancora scaricato il programma.

Da ignurant mi chiedo: ma il numero dei pannelli per la definizione della superficie è fisso o si puo' impostare?
E ancora: un numero maggiore di pannelli, aumentando la "definizione" della superficie, aumenta la "risoluzione" di calcolo?
Che ragionamento si fa per determinarlo?

Il numero di pannelli è impostabile da te. Sto parlando dei pannelli per la definizione dell'apertura, come dici tu. Io ho messo pochi pannelli larghi dove non c'è curvatura significativa dei bordi di entrata e uscita, e piccoli pannelli verso le tip dove c'è più curvatura. Più ne metti meglio approssimi l'ala, il limite è la pazienza e come sempre superato un valore "critico" ogni raffinamento porta benefici limitati.
Per quanto riguarda i pannelli VLM, XFLR5 ha un limite di (mi pare) 1000 pannelli. Anche qui, più pannelli metti e meglio approssimi l'ala vera, ma oltre al numero conta come sono distribuiti... se noti la distribuzione lungo la corda non è lineare ma segue un andamento co-sinusoidale, in modo che i pannelli vicini al bordo di entrata e uscita sono più fini.

[gmo78]

Ti sto seguendo passo passo per verificare se il mio nuovo progetto calza meglio con l'mh32 o l'mh32 leggermente assottigliato. In particolare sono interessato a vedere le differenze che avrò assottigliando solo le estremità alari.
PS. Con tale programma si calcola in un attimo sia la superficie alare che il K. Conviene scaricarselo anche solo per questo.