Multidisciplinary Aircraft Design

Unità didattica I
Dimensionamento preliminare di velivoli
Stima peso max al decollo
Profili di missione
Dimensionamento preliminare aerodinamico e strutturale
Selezione apparato propulsivo
Lofting di primo tentativo

Unità didattica II
Generalità su ottimizzazione multidisciplinare per il progetto concettuale
Metodi ottimizzazione locali e globali
Ottimizzazione multi-obiettivo
Metodi di ottimizzazione multifedeltà
Metamodelli e modelli surrogati
DOE

Unità didattica III
Knowledge-Based Engineering
Progettazione in presenza di incertezze tecnologiche e operative
Quantificazione delle incertezze (metodi Montecarlo)
Effetto delle incertezze su funzione obiettivo: Ottimizzazione robusta
Effetto delle incertezze sui vincoli: Ottimizzazione affidabile
Metamodelli stocastici adattativi (Kriging, RBF, ...)

Unità didattica IV
Strumenti e metodi di analisi
Uso del pacchetto FRIDA (FRamework for Integrrated Design in Aeronautics)
Uso di software GA (Genetic Algorithm), PSO (Particle Swarm OPtimization)
Integrazione di modelli di simulazione
Esercitazione applicative

Lo studente deve aver almeno seguito gli insegnamenti relativi alle discipline fondamentali del corso di laurea e aver maturato competenze solide in aerodinamica, meccanica del volo e progettazione strutturale.
Competenze di modellazione numerica e utilizzo di software di simulazione sono anche di importanza fondamentale e si consiglia vivamente di seguire i laboratori dedicati a questi aspetti specifici istituiti dai docenti del cosro di laurea nell'ambito delle scelte
per CFU aggiuntivi.

- Dispense a cura del docente
- Daniel P. Raymer, Aircraft Design: A Conceptual Approach, Volume 1, AIAA education series, ISBN 1563478307, 9781563478307
- Sobieszczanski-Sobieski, Alan Morris, Michel van Tooren, "MULTIDISCIPLINARY DESIGN OPTIMIZATION SUPPORTED BY KNOWLEDGE BASED ENGINEERING", Wiley, 2015

[1] Ding-Zhu Du, Panos Pardalos, Weili Wu, "Mathematical Theory of Optimization", DOI 10.1007/978-1-4757-5795-8, ISBN 978-1-4020-0015-7, Springer US, 2001.
[2] P. Gill, W. Murray, M. H. Wright, "Practical Optimization", Academic Press, ISBN 0-12-283950-1 9, 2003.
[3] P. Papalambros, D. Wilde, "Principles of Optimal Design. Modelling and Computation", Cambridge University Press, ISBN 0 521 62215 8, 2000.
[4] G. Vanderplaats, "Numerical Optimization Techniques for Engineering Design", Vanderplaats Research and Development Inc., ISBN 0-944956-01-7, 2001.
[5] J. Roskam, "Airplane Design", DARcorporation, ISBN 1884885551, 9781884885556, 1985.

Il corso viene erogato attraverso lezioni frontali classiche, attività di esercitazione in aula su applicazioni e attività di laboratorio.

In particolare, il calendario del corso viene strutturato in modo da garantire ogni settimana quattro ore di lezioni frontali sui temi delle unità didattiche I, II e III,
più due ore di esercitazione numeriche con assistenza del docente sui temi dell'unità didattica IV.
Ogni settimana gli studenti ricevono un'esercitazione da svolgere individualmente con scadenza di consegna di una settimana.

Per quanto riguarda la parte progettuale del corso, gli studenti sono tenuti a presentare una proposta progettuale entro la data stabilita ad inizio corso.
La proposta viene approvata (eventualmente con modifiche) dal docente.
Il gruppo proponente è tenuto a presentare il progetto finale con le modalità ed i tempi definiti ad inizio corso.

Durante la seconda parte del corso sono previste attività assistite di laboratorio numerico per avviare gli studenti allo sviluppo del progetto.
Vengono forniti gli strumenti di analisi, di simulazione e di ottimizzazione, nonché le tecniche di programmazione necessarie a costruire l'ambiente di progetto multidisciplinare.

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. In particolare si applicheranno le seguenti modalità: lezioni su piattaforma Teams registrate in differita e in streming live, materiale didattico interattivo su piattaforma Wolfram Mathematica, esercitazioni numeriche di laboratorio online, ricevimento studenti online su piattaforma Teams.

In considerazione della natura del corso, fortemente orientata alla progettazione, la frequenza, seppur falcoltativa, è fortemente consigliata.

Ogni studente viene valutato sulla base di tre elementi di giudizio:

- qualità del progetto (voto globale per l'intero team)
- qualità del contributo individuale al progetto
- livello di preparazione sul programma delle unità didattiche I, II, III.

La valutazione avviene mediante una presentazione del progetto ed una prova orale.

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. In particolare si applicheranno le seguenti modalità:esame orale e audizione progetti online su piattaforma Teams.