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Aerodynamics of the Coaxial Rotors of a Rotary Wing MAV: Numerical and Experimental Investigation
No full textExperimental Investigation and Numerical Study of a Helicopter Rotor Model
No full textAn isolated helicopter rotor model was tested at Agusta wind tunnels. The model consists of a fully articulated hub with four rectangular blades. The tests provide a survey of flowfield and wake structure at different thrust and RPM.
A description of experimental investigations and a summary of the computational method used in the numerical simulation are provided with a comparison between experimental and
numerical results. The present study can further contribute to the knowledge in rotor wake dynamics and in its simulation
Analysis on Aerodynamic Characteristics of a Paraglider Airfoil
No full textParaglider sail (canopy) consists of a series of flexible boxes pressurized by special openings located at the leading edge, in the region near to the front stagnation point. Therefore, in order to avoid the deflation of the wing, the pressure inside the sail must remain above a certain threshold. To investigate this problem it has been considered an airfoil with a typical paraglider geometry equipped with air intakes. The aerodynamic behavior was determined performing experimental, Xfoil and CFD numerical analysis. Hollow models were made by a rapid prototyping and have been tested in a wind tunnel, measuring forces and moments on the profile and the pressure inside the canopy. Making different considerations, concerning the relationship between the internal pressure of the canopy and the upstream pressure gradient of the inlet, the results regarding the airfoil equipped with inlets have been compared with another airfoil with same geometries but without inlets. The pressure inside the airfoil has been satisfactorily related with numerical estimations and, subsequently, a new airfoil shape, with a different configuration of the inlets, has been developed by using an optimization process based on a multi-objective genetic algorithm. The new shape optimizes the internal pressure, especially at low angle of attack, according to the fact that the internal pressurization is a fundamental for safety flight requirements
Fluidodinamica ambientale : turbolenza e dispersione
No full textNel dominio della meteorologia applicata, sempre maggior interesse è rivolto alla modellistica di dispersione di inquinanti, sia per gli oggettivi rischi sanitari connessi, sia per l’attuazione dei provvedimenti amministrativi volti al rispetto dei limiti imposti dalla normativa europea. Ciò comporta la necessità di formazione per tecnici e ricercatori a vario titolo coinvolti nelle attività di previsione, monitoraggio e mitigazione dell’inquinamento atmosferico, ma la complessità della materia rende la didattica italiana decisamente povera di punti di riferimento. Questo lavoro, frutto dell’esperienza di alcuni tra i colleghi più competenti in materia di fluidodinamica ambientale oggi attivi in Italia, vuole colmare tale lacuna.
Turbolenza e dispersione è l’ideale seguito di Fluidodinamica ambientale, pubblicato sempre da questo Editore nel 2003. Questo nuovo testo, attraverso uno stile sufficientemente discorsivo per chiarire i concetti dal punto di vista descrittivo, ma rigoroso sotto il profilo della trattazione matematica, fornisce gli strumenti conoscitivi utili a orientarsi nel vasto e complesso campo della turbolenza, con particolare attenzione ai moti atmosferici. Dopo la presentazione dei fondamenti concettuali della materia, sono descritte le peculiarità incontrate nello studio di correnti di interesse ambientale, sia a scala locale, sia a scala sinottica. Infine vengono proposti tre capitoli con un taglio maggiormente applicativo, dedicati alla presentazione dei più diffusi modelli di calcolo oggi disponibili, alla strumentazione per la misura delle variabili meteorologiche necessarie allo studio dei processi di dispersione, e all’ambiente urbano.
Quest’ultimo capitolo rappresenta una novità, in quanto - pur rimanendo in un ambito descrittivo - presenta le più recenti acquisizioni frutto di indagini fluidodinamiche condotte per via numerica e sperimentale, finalizzate alla generazione di codici di calcolo per la simulazione dei fenomeni di dispersione di inquinanti in eometrie complesse. Gli argomenti trattati sono certamente di guida per una nuova generazione di ricercatori e professionisti delle scienze ambientali chiamati a contribuire alla soluzione dei gravi problemi di inquinamento che affliggono il nostro territorio
Shaft Angle Corrections for Rotor Tests in a Closed Section Wind Tunnel
No full textThe present work applies a recently developed method1 to compute, by means of coupled CFD/CSD simulations, the shaft angle corrections for closed section wind tunnel tests on trimmed isolated rotor configurations. A complete simulation of the rotor flow field in free-flight is performed, and the power coefficient CP is extracted. Then a set of simulations of the same rotor at the same trim state is performed in the closed section of Politecnico di Milano large wind tunnel at different shaft angles. The power coefficient is extracted from each simulation in order to evaluate the shaft angle which matches the CP value obtained in free-flight. The computations are performed using a trimmed actuator disc model with non uniform source distribution, coupling the CFD code ROSITA with the CSD code MBDyn. The methodology is applied spanning the available tunnel velocity range. Two different rotor trim conditions are evaluated: zero flapping angle trim and shaft, moment trim. The achieved corrections for the two trimming options are compared and discussed
Experimental and Numerical Investigations of the Wind Pressure Coefficient at a Tunnel Portal
No full textThe effect of the external wind on a road tunnel is the subject of the investigations reported here. Reduced-scale models of various geometrical configurations of a tunnel portal were investigated through wind tunnel experiments combined with numerical simulations. The study aimed at evaluating the mean wind pressure coefficient at the portal. In addition to the incident wind direction, it is shown that the pressure coefficient depends largely on the tunnel geometry and the presence of surrounding buildings. Similar conclusions could be drawn from the numerical investigations. The standard k-Îμ model used here led to satisfactory predictions of the pressure coefficients
Estimate of Boundary Layer Parameters and Background Concentrations for Pollulant Dispersion Modeling in Urban Areas
No full textAnalisi dei dati meteorologici e parametrizzazione dello strato limite terrestre nell'area urbana milanese
No full textLo studio delle condizioni dinamiche dello strato limite terrestre e la stima dei parametri meteorologici rappresentano il primo passo degli studi sull'inquinamento atmosferico. Per meglio comprendere la dinamica dell'atmosfera nell'area urbana milanese, l'Amministrazione Comunale di Milano ha promosso l'installazione di strumenti meteorologici tecnologicamente avanzati, quali un sodar ed un anemometro sonico, incaricando l'Agenzia Mobilità e Ambiente (AMA) della gestione operativa di tali misurazioni.
L'attività ha richiesto l'esecuzione ed il coordinamento delle attività di analisi delle serie storiche registrate dagli strumenti e l'ottimizzazione del processo di acquisizione e di sintesi dei dati raccolti, esigenza di grande importanza per l'applicazione delle diverse tipologie di modelli che studiano l'inquinamento atmosferico.
La prima parte dello studio qui presentato riguarda in particolare l'analisi dei dati rilevati dal sodar nell'anno 2005 ed il loro confronto con quelli acquisiti da altre stazioni nell'area urbana. Dalla loro elaborazione si è ricavato l'andamento statistico dei parametri meteorologici più importanti e rappresentativi dell'intero strato limite terrestre e non solo della regione più prossima al suolo (il cosiddetto sottostrato di rugosità, la cui dinamica è direttamente influenzata dalla presenza degli edifici). L'analisi ha inoltre dimostrato l'attendibilità delle misure fornite del sodar, anche in una postazione caratterizzata dalla presenza di fenomeni di disturbo connessi con la specifica installazione.
La seconda parte dello studio affrontata i problemi correlati all'utilizzo di serie storiche provenienti da diverse tipologie di strumenti posizionati in località diverse. I dati raccolti dal sodar, integrati con quelli forniti dai sensori meteorologici posti al suolo, hanno consentito la stima dei parametri caratteristici dello strato limite: velocità e direzione del vento, flusso di calore sensibile, lunghezza di Monin-Obukhov, velocità d'attrito ed altezza dello strato limite. Quest'ultima variabile è di notevole interesse, poiché permette di valutare lo spessore dell'intera regione rimescolata, dove hanno luogo i fenomeni di dispersione di inquinanti. La dimensione verticale di questa regione dell'atmosfera è stata valutata combinando l'azione dei flussi verticali di quantità di moto e di energia termica tra superficie terrestre e atmosfera, facendo riferimento a diverse tecniche suggerite dalla letteratura.
La parte finale dell'articolo presenta il confronto dei risultati di diverse parametrizzazioni modellistiche e giunge alla conclusione che, pur essendo quello urbano un ambito di indagine particolarmente complesso, è possibile elaborare informazioni di carattere micrometeorologico attendibili ed utilizzabili ai fini degli studi sull'inquinamento atmosferico locale
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