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Chiarimento Portanza

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Chiarimento Portanza
« il: Ven 07/04/2017, 19:39 »
Salve a tutti, volevo chiedervi una delucidazione riguardo il fenomeno della circolazione attorno ad un profilo alare.
Chiedo scusa in anticipo per le probabili castronerie che scriverò. :oops: :mrgreen:
Da quello che ho capito nella fase iniziale del decollo le linee di flusso del ventre uscenti dal bordo di uscita tendono a risalire verso il dorso per la differenza di pressione, e dunque i filetti non usciranno "puliti", creandosi lo "starting vortex".
Per il principio di azione-reazione si creerà un vortice di senso opposto, il quale "dissolverà" lo starting vortex garantendo un andamento pulito dei filetti lungo il bordo di uscita.
Da quello che penso di aver capito  è proprio questa circolazione a generare la portanza, secondo una analogia con l'Effetto Magnus.
Il dubbio che mi sorge è questo: se lo "starting vortex" tende a sparire cos'è che induce la circolazione? :help:
Addirittura da quello che ho capito (se è giusto) la circolazione è al massimo proprio quando questo vortice sparisce. :scared:

Vi ringrazio in anticipo.

Re:Chiarimento Portanza
« Risposta #1 il: Ven 07/04/2017, 22:38 »
Salve a tutti, volevo chiedervi una delucidazione riguardo il fenomeno della circolazione attorno ad un profilo alare.
Chiedo scusa in anticipo per le probabili castronerie che scriverò. :oops: :mrgreen:
Da quello che ho capito nella fase iniziale del decollo le linee di flusso del ventre uscenti dal bordo di uscita tendono a risalire verso il dorso per la differenza di pressione, e dunque i filetti non usciranno "puliti", creandosi lo "starting vortex".
Per il principio di azione-reazione si creerà un vortice di senso opposto, il quale "dissolverà" lo starting vortex garantendo un andamento pulito dei filetti lungo il bordo di uscita.
Da quello che penso di aver capito  è proprio questa circolazione a generare la portanza, secondo una analogia con l'Effetto Magnus.
Il dubbio che mi sorge è questo: se lo "starting vortex" tende a sparire cos'è che induce la circolazione? :help:
Addirittura da quello che ho capito (se è giusto) la circolazione è al massimo proprio quando questo vortice sparisce. :scared:

Vi ringrazio in anticipo.

Lo starting vortex non sparisce ma semplicemente si distribuisce, è uno dei motivi per cui tra un aereo e l'altro deve passare un po' di tempo sulla pista di decollo. Si genera ad incidenza non nulla per un profilo simmetrico per far coincidere il punto di ristagno con la cuspide del bordo d'uscita.
Per capire la dinamica di un vortice prova a muovere velocemente un cucchiaio nel caffèlatte.
oppure

Re:Chiarimento Portanza
« Risposta #2 il: Sab 08/04/2017, 09:10 »
Ti ringrazio per la risposta. Era proprio questo il punto che non avevo afferrato.
Ma comunque l'analogia con l'effetto Magnus è corretta?
Grazie.

Re:Chiarimento Portanza
« Risposta #3 il: Dom 09/04/2017, 11:43 »
Premetto che sono secoli che non rivedo queste cose e non ho i miei libri/appunti con me e quindi probabilmente qalche cavolata la scriverò, comunque ci provo.

In un fluido viscoso incomprimibile la condizione cinematica alla parete è di aderenza ovvero vettore velocità nulla (velocità normale e tangenziale entrambe nulle). Ovviamente il flusso a monte e a valle ha una velocità, il fluido quindi deve passare da una velocità nulla alla parete ad una velocità uguale a quella del flusso potenziale, questo avviene nello strato limite.


Lo il bordo dello strato limite (rigorosamente SL della quantità di moto) venne definito da Prandtl come la zona in cui la velocità raggiunge il 99% della velocità di flusso potenziale.
Sorvolo su tutta la teoria dello strato limite(SL laminare, Turbolento, influenza dei gradienti di pressione etc.), ma due risultati importanti che ci servono sono:
1) la pressione normale allo strato limite è costante, quindi quella applicata ala corpo è la stessa di quella esterna allo strato limite
2) La vorticità ( e quindi gli effetti della viscosità) sono significativi all'interno dello strato limite e fuori dallo strato limite il fluido può essere considerato non viscoso.
Quindi all'esterno dello strato limite abbiamo un fluido incomprimibile che si comporta come se fosse non viscoso, il che ci permette di poter utilizzare il teorema di Bernoulli, equazione di Euler etc.

All'inizio di tutto il corpo è in quete e quindi la circuitazione è nulla, quando viene messo in movimento (ad incidenza non nulla per un profilo simmetrico) per la condizione di Kutta si ha la generazione dello staring vortex  antiorario e di quello orario sul profilo per la conservazione della vorticità (il vortice è l'integrale della vorticità distribuita nello strato limite) e non per il principio di azione e reazione.

Adesso si può prendere il teorema di Kutta-Joukosky (e non l'effetto Magnus) e spiegare la generazione di Portanza

Si può applicare il teorema anche se il fluido è viscoso perché all'esterno dello strato limite il fluido si comporta come se fosse non viscoso e quindi il suo comportamento può essere descritto dall'equazione di Euler, valida per un fluido incomprimibile non viscoso.

Come si vede dalla figura le velocità esterna allo SL sul ventre è diminuita mentre quella sul dorso è aumentata dal vortice orario sul profilo.
Applicando Bernoulli si può quindi ricavare la distribuzione di pressione del profilo.
Si può quindi integrare la distribuzione di pressioni, che agiscono sullo strato limite (e quindi sul profilo) e ricavare la componente di portanza e resistenza indotta. La resistenza d'attrito ovviamente si calcola in altra maniera e non viene presa in considerazione da questa trattazione.






Re:Chiarimento Portanza
« Risposta #4 il: Dom 09/04/2017, 18:26 »
Urca che rispostona grazie  :ok:.