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Modellistica fluidodinamica<img alt="" src="http://webtest.cira.it/PublishingImages/mefl-MOFL_ref_1.jpg" style="BORDER:0px solid;" />https://webauthoring.cira.it/it/competenze/Pages/Modellistica-fluidodinamica.aspxModellistica fluidodinamica<h3>Missione:</h3><p>Il laboratorio di Modellistica Fluidodinamica si occupa dei modelli fisico-matematici impiegati nella risoluzione delle equazioni di Navier-Stokes. I temi di maggiore interesse sono la simulazione dei flussi turbolenti, la transizione laminare-turbolenta, il controllo del flusso, la riduzione della resistenza aerodinamica e la modellistica del flusso intorno ad ali rotanti e della scia che si origina da esse. </p><div><br></div><h3>Obiettivi:</h3><p></p><div><p></p><p style="text-align:justify;">L'obiettivo del laboratorio di modellistica fluidodinamica è lo sviluppo, l'implementazione e la validazione di modelli fisico-matematici utilizzati per la simulazione del campo di moto intorno ad un corpo che si muove in un fluido. La finalità è la modellistica di tematiche particolarmente rilevanti quali:</p><ul style="list-style-type:disc;"><li><p>Turbolenza,</p></li><li><p>Transizione da moto laminare a moto turbolento,</p></li><li><p>Aerodinamica dell'ala rotante,</p></li><li><p>Riduzione della resistenza aerodinamica,</p></li><li><p>Controllo del flusso.  </p></li></ul><p style="text-align:justify;">Il laboratorio lavora allo sviluppo di diversi codici di calcolo di proprietà CIRA con l'obiettivo di incrementare e migliorare le loro capacità di simulazione:</p><ul style="list-style-type:disc;"><li><p>UZEN - Un codice URANS che utilizza griglie strutturate multi-blocco, </p></li><li><p>SPARK-LES - Un codice per la "large eddy simulation" di flussi reagenti sempre su griglie strutturate multiblocco,</p></li><li><p> NOLLI – Un codice per l'analisi non locale della stabilità lineare dello strato limite,</p></li><li><p>RAMSYS - Un codice Boundary Element Method (BEM) di "preliminary" design per la soluzione di flussi potenziali instazionari intorno a configurazioni ad ala rotante.</p></li></ul><p><br></p></div><h3>Temi di ricerca:</h3><p>I principali temi di ricerca sono:</p><div><br></div><h4>Simulazione dei flussi turbolenti:</h4><p>L’attenzione è rivolta ai metodi ibridi RANS/LES, tecniche che utilizzano una modellistica RANS dove lo strato limite è attaccato al corpo ed una modellistica che risolve le scale della turbolenza dinamicamente più rilevanti nelle zone del campo di moto dove il flusso risulta separato. In particolare, si stanno investigando la eXtra Large Eddy Simulation ed i metodi basati sul lavoro pioneristico di Spalart sulla Detached Eddy Simulation. </p><div><br></div><div><img src="http://webtest.cira.it/PublishingImages/MOFL-FIG1_1.jpg" alt="" style="margin:5px;width:600px;height:338px;" /></div><div><br></div><h4>XLES di un “mixing layer”. Sviluppo dell’instabililà di Kelvin-Helmotz. Codice UZEN<br></h4><p><br></p><h4>Transizione di un flusso dallo stato laminare a turbolento:</h4><p>I modelli basati sul calcolo della funzione di intermittenza sono quelli su cui si sta maggiormente investendo per affrontare la problematica della transizione di un flusso dallo stato laminare a quello turbolento. Questi metodi consentono di riprodurre la transizione naturale di un flusso e di simulare importanti fenomenologie, quali ad esempio le bolle laminari, in cui la transizione gioca un ruolo primario.</p><div><img src="http://webtest.cira.it/PublishingImages/MOFL-FIG2a_1.jpg" alt="" style="margin:5px;width:600px;height:338px;" /><br></div><div>Transizione su ala DLR-F5. Visualizzazione sperimentale</div><div><br></div><div><img src="http://webtest.cira.it/PublishingImages/MOFL-FIG2b_1.jpg" alt="" style="margin:5px;width:600px;height:338px;" /><br></div><div>Linee di attrito e linea di transizione su ala DLR-F5. Codice UZEN</div><div><br></div><h4>Flussi instazionari:</h4><p>Il laboratorio è impegnato anche su problematiche caratteristiche di flussi non-stazionari e particolarmente importanti in campo elicotteristico, quali ad esempio la riproduzione del fenomeno dello stallo dinamico, un aspetto determinante per l’incremento delle prestazioni dei velivoli ad ala rotante. Sono trattati inoltre aspetti più particolari e specifici quali l’interazione tra ostacoli e scie di rotori e l’interazione tra le scie delle turbine eoliche con un elicottero in volo a bassa quota.</p><div><br></div><div><img src="http://webtest.cira.it/PublishingImages/MOFL-FIG3_1.jpg" alt="" style="margin:5px;width:600px;height:320px;" /><br></div><div>Stallo dinamico di un profilo alare. Codice UZEN</div><div><img src="http://webtest.cira.it/PublishingImages/MOFL-FIG4_1.png" alt="" style="margin:5px;width:600px;height:338px;" /><br></div><div>Interazione tra la scia di un elicottero in “hover” ed un edificio. Codice RAMSYS</div><div><br></div><h4>Riduzione della resistenza aerodinamica e controllo del flusso:</h4><p>Un altro filone di ricerca in cui il laboratorio è impegnato riguarda le “riblets”, particolari dispositivi per la riduzione della resistenza aerodinamica. Modellare l’effetto che questi dispositivi hanno sul flusso che scorre su di una configurazione aeronautica è l’obiettivo che ci si pone anche per consentirne la simulazione su geometrie complesse in condizioni realistiche di volo. La modellistica dei getti sintetici, attuatori fluidici impiegati per il controllo attivo del flusso ed in particolare per sopprimere o mitigare la problematica della separazione della vena fluida, è un’altra tematica in cui il laboratorio sta investendo risorse. </p><div><br></div><div><img src="http://webtest.cira.it/PublishingImages/MOFL-FIG5_1.jpg" alt="" style="margin:5px;width:600px;height:338px;" /><br></div><div>Riblets sul profilo alare CAST7. Coefficiente di attrito. Codice UZEN</div><div><br></div><div><br></div><div><img src="http://webtest.cira.it/PublishingImages/MOFL-FIG6_1.jpg" alt="" style="margin:5px;width:600px;height:338px;" /><br></div><div>Riblets sul profilo alare CAST7. Coefficiente di resistenza. Codice UZEN</div><div><br></div><div><img src="http://webtest.cira.it/PublishingImages/MOFL-FIG7.png" alt="" style="margin:5px;width:600px;height:526px;" /><br></div><div>Riblets su di una configurazione wing-body (NASA Common Research Model). Coefficiente di attrito. Codice UZEN</div>

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