Advanced Aerodynamics

L’insegnamento di Aerodinamica Avanzata rientra nell'ambito delle attività caratterizzanti del SSD ING-IND/06 Fluidodinamica della Laurea Magistrale in Ingegneria Aeronautica. Durante il corso vengono presentate teorie classiche della gasdinamica accanto ad aspetti applicativi legati soprattutto alla modellistica della turbolenza ed alle applicazioni numeriche.
Gli argomenti trattati sono i seguenti:
Flussi Potenziali 2D e 3D. Teorema di Green e metodi BEM. Metodo dei Pannelli.
Flussi potenziali compressibili; teoria lineare, profili alari supersonici. Cenni al metodo delle caratteristiche: caso 2D, stazionario
Strato limite: soluzioni simili (Falkner-Skan) e metodi integrali.
Cenni di teoria dei segnali. Classificazione dei segnali, segnali deterministici e caotici. Serie e trasformate di Fourier. Cenni di teoria della probabilità e statistica, funzioni di correlazione e spettri di potenza.
Turbolenza: equazioni generali e principali modelli, turbolenza omogenea e isotropa, cenni alla teoria di Kolmogorov, strato limite turbolento.
Elementi di fluidodinamica numerica: metodi di discretizzazione, principali metodi numerici (differenze finite, volumi finiti), simulazione numerica di flussi turbolenti, codici di calcolo industriali.

Conoscenze di base di Aerodinamica

Il principale materiale didattico dell'insegnamento è costituito dalle dispense realizzate dal docente ed utilizzate durante le lezioni, reperibili dal sito del docente (link comunicato all’inizio del corso).
Ulteriori testi di supporto sono i seguenti:
- Anderson, Jr. J.D. , Fundamentals of Aerodynamics, 2nd Edition, McGraw Hill, 1991.

Anderson, Jr. J.D. , Fundamentals of Aerodynamics, 2nd Edition, McGraw Hill, 1991.

Il corso si svolge mediante lezioni frontali in aula ed esercitazioni al calcolatore. Il materiale didattico viene messo a disposizione attraverso il sito del docente o tramite la piattaforma Moodle. Il corso viene integrato da seminari tenuti da personale di alto profilo proveniente da industrie o centri di ricerca.
Tenendo conto possibili problematiche legate all’organizzazione, sono previste anche visite didattiche presso centri di ricerca ed aziende del settore aeronautico e aerospaziale dell’area romana.

La frequenza al corso è fortemente consigliata in virtù della complessità degli argomenti trattati e per trarre il massimo giovamento anche dalle esercitazioni che vengono svolte durante il corso.

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso una prova orale. Le date di esame per l'insegnamento seguiranno il calendario di esami del Collegio Didattico di Ingegneria Meccanica. Sarà prevista una data di esame per ogni appello a partire della quale saranno rese disponibili altre giornate per sostenere l’esame.

Richiami di fluidodinamica: equazioni di governo per flussi viscosi e potenziali, forme adimensionali delle equazioni della fluidodinamica, gruppi adimensionali e problemi di similitudine, equazioni nella forma conservativa.
Metodi numerici basati sulla teoria potenziale: secondo teorema di Green, funzione di Green di spazio libero, potenziale di sorgente, velocità indotta da un vortice, elementi integrali di contorno, metodo dei pannelli.
Cenni sulla generazione della portanza su corpi aerodinamici. Profili alari e loro polari. Il caso di corpi 3D, la resistenza indotta, cenni alla teoria del filetto portante.
Elementi di analisi dei segnali: serie e trasformate di Fourier. Elementi di probabilità e statistica: densità di probabilità, momenti statistici, processi stocastici, spettri e correlazioni di segnali non deterministici, formule di Wiener.
Elementi di turbolenza: fenomenologia della turbolenza, cascata dell’energia e teoria di Kolmogorov. Approccio RANS: equazioni generali e principali modelli. Cenni alle tecniche LES.
Strato limite, metodi integrali e soluzioni simili (soluzioni di Blasius e Falkner-Skan). Strato limite turbolento.
Tecniche di discretizzazione e di integrazione: consistenza, accuratezza, convergenza e stabilità, metodi alle differenze finite, volumi finiti, cenni a metodi spettrali ed Elementi Finiti, schemi espliciti, impliciti, Crank-Nicholson, ADI. Esercitazioni pratiche mediante l’utilizzo di un codice industriale.

E’ importante che gli studenti abbiano già acquisito conoscenze sui fondamenti della fluidodinamica.

Il principale materiale didattico dell'insegnamento è costituito dalle dispense realizzate dal docente ed utilizzate durante le lezioni, reperibili dal sito del docente (link comunicato all’inizio del corso).

[1] Anderson, J.D.Jr, “Computational Fluid Dynamics – The Basics with Applications”, McGraw-Hill, 1995.
[2] An Introduction to Computational Fluid Dynamics: The Finite Volume Method, Henk Kaarle Versteeg, Weeratunge Malalasekera, Pearson Education.
[3] Ferziger, J.H. and M. Perić, “Computational Methods for Fluid Dynamic”, Springer, 2002.

Il corso si svolge mediante lezioni frontali in aula ed esercitazioni al calcolatore. Il materiale didattico viene messo a disposizione attraverso il sito del docente o tramite la piattaforma Moodle. Il corso viene integrato da seminari tenuti da personale di alto profilo proveniente da industrie o centri di ricerca. Sono previste anche visite didattiche presso centri di ricerca ed aziende dell’area romana operanti nel settore delle tecnologie del mare.

La frequenza non è obbligatoria ma suggerita.

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso una discussione del progetto assegnato in classe prima della fine delle lezioni.

L’insegnamento di Aerodinamica Avanzata rientra nell'ambito delle attività caratterizzanti del SSD ING-IND/06 Fluidodinamica della Laurea Magistrale in Ingegneria Aeronautica. Durante il corso vengono presentate teorie classiche della gasdinamica accanto ad aspetti applicativi legati soprattutto alla modellistica della turbolenza ed alle applicazioni numeriche.
Gli argomenti trattati sono i seguenti:
Flussi Potenziali 2D e 3D. Teorema di Green e metodi BEM. Metodo dei Pannelli.
Flussi potenziali compressibili; teoria lineare, profili alari supersonici. Cenni al metodo delle caratteristiche: caso 2D, stazionario
Strato limite: soluzioni simili (Falkner-Skan) e metodi integrali.
Cenni di teoria dei segnali. Classificazione dei segnali, segnali deterministici e caotici. Serie e trasformate di Fourier. Cenni di teoria della probabilità e statistica, funzioni di correlazione e spettri di potenza.
Turbolenza: equazioni generali e principali modelli, turbolenza omogenea e isotropa, cenni alla teoria di Kolmogorov, strato limite turbolento.
Elementi di fluidodinamica numerica: metodi di discretizzazione, principali metodi numerici (differenze finite, volumi finiti), simulazione numerica di flussi turbolenti, codici di calcolo industriali.

Conoscenze di base di Aerodinamica

Il principale materiale didattico dell'insegnamento è costituito dalle dispense realizzate dal docente ed utilizzate durante le lezioni, reperibili dal sito del docente (link comunicato all’inizio del corso).
Ulteriori testi di supporto sono i seguenti:
- Anderson, Jr. J.D. , Fundamentals of Aerodynamics, 2nd Edition, McGraw Hill, 1991.

Anderson, Jr. J.D. , Fundamentals of Aerodynamics, 2nd Edition, McGraw Hill, 1991.

Il corso si svolge mediante lezioni frontali in aula ed esercitazioni al calcolatore. Il materiale didattico viene messo a disposizione attraverso il sito del docente o tramite la piattaforma Moodle. Il corso viene integrato da seminari tenuti da personale di alto profilo proveniente da industrie o centri di ricerca.
Tenendo conto possibili problematiche legate all’organizzazione, sono previste anche visite didattiche presso centri di ricerca ed aziende del settore aeronautico e aerospaziale dell’area romana.

La frequenza al corso è fortemente consigliata in virtù della complessità degli argomenti trattati e per trarre il massimo giovamento anche dalle esercitazioni che vengono svolte durante il corso.

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso una prova orale. Le date di esame per l'insegnamento seguiranno il calendario di esami del Collegio Didattico di Ingegneria Meccanica. Sarà prevista una data di esame per ogni appello a partire della quale saranno rese disponibili altre giornate per sostenere l’esame.

Richiami di fluidodinamica: equazioni di governo per flussi viscosi e potenziali, forme adimensionali delle equazioni della fluidodinamica, gruppi adimensionali e problemi di similitudine, equazioni nella forma conservativa.
Metodi numerici basati sulla teoria potenziale: secondo teorema di Green, funzione di Green di spazio libero, potenziale di sorgente, velocità indotta da un vortice, elementi integrali di contorno, metodo dei pannelli.
Cenni sulla generazione della portanza su corpi aerodinamici. Profili alari e loro polari. Il caso di corpi 3D, la resistenza indotta, cenni alla teoria del filetto portante.
Elementi di analisi dei segnali: serie e trasformate di Fourier. Elementi di probabilità e statistica: densità di probabilità, momenti statistici, processi stocastici, spettri e correlazioni di segnali non deterministici, formule di Wiener.
Elementi di turbolenza: fenomenologia della turbolenza, cascata dell’energia e teoria di Kolmogorov. Approccio RANS: equazioni generali e principali modelli. Cenni alle tecniche LES.
Strato limite, metodi integrali e soluzioni simili (soluzioni di Blasius e Falkner-Skan). Strato limite turbolento.
Tecniche di discretizzazione e di integrazione: consistenza, accuratezza, convergenza e stabilità, metodi alle differenze finite, volumi finiti, cenni a metodi spettrali ed Elementi Finiti, schemi espliciti, impliciti, Crank-Nicholson, ADI. Esercitazioni pratiche mediante l’utilizzo di un codice industriale.

E’ importante che gli studenti abbiano già acquisito conoscenze sui fondamenti della fluidodinamica.

Il principale materiale didattico dell'insegnamento è costituito dalle dispense realizzate dal docente ed utilizzate durante le lezioni, reperibili dal sito del docente (link comunicato all’inizio del corso).

[1] Anderson, J.D.Jr, “Computational Fluid Dynamics – The Basics with Applications”, McGraw-Hill, 1995.
[2] An Introduction to Computational Fluid Dynamics: The Finite Volume Method, Henk Kaarle Versteeg, Weeratunge Malalasekera, Pearson Education.
[3] Ferziger, J.H. and M. Perić, “Computational Methods for Fluid Dynamic”, Springer, 2002.

Il corso si svolge mediante lezioni frontali in aula ed esercitazioni al calcolatore. Il materiale didattico viene messo a disposizione attraverso il sito del docente o tramite la piattaforma Moodle. Il corso viene integrato da seminari tenuti da personale di alto profilo proveniente da industrie o centri di ricerca. Sono previste anche visite didattiche presso centri di ricerca ed aziende dell’area romana operanti nel settore delle tecnologie del mare.

La frequenza non è obbligatoria ma suggerita.

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso una discussione del progetto assegnato in classe prima della fine delle lezioni.