cos'è l'AERODINAMICA?

mancio83

mancio83

Nuovo Alfista
14 Novembre 2004
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Torino/Napoli
si lo so che sembra una domanda banale ma cos'è di preciso??
definizione tecnica e poi spiegazione per i profani... :asd)

pro e contro (ci sono contro??)

chi mi spiega un pò??
 
Anzi, ottima domanda... solo che ci vorrebbe un mese per...

In generale si definisce aerodinamica quella disciplina che studia le leggi di moto dei fluidi (per essere precisi infatti, la branca più ampia, che comprende anche l'aerodinamica, si chiama appunto fluidodinamica - per fluido s'intende un gas o un liquido).
Avviso che sto riducendo all'osso definizioni e termini, per non complicare la cosa...
L'aerodinamica, come molte discipline scientifiche, ha due approci di studio dei fenomeni: lo studio strettamente matematico/teorico basato sulle conoscenze dell'analisi matematica e quello sperimentale in laboratorio.
Spesso un modello matematico per essere validato, ha bisogno di una conferma pratica (per esempio con un provino in galleria del vento) e per non spingere la sperimentazione verso limiti insensati o imprevedibili, spesso occorre una verifica matematica del fenomeno studiato.
Tutti i corpi solidi che hanno una velocità relativa rispetto ad un fluido e in genere tutti i fenomeni che coinvolgono dei fluidi, seguono determinate leggi che fanno parte dell'aerodinamica (fluidodinamica e anche gasdinamica, che studia i processi di combustione nei motori a C.I. oppure la combustione nei razzi).
Può bastare? :color)
 
mancio83":18vjh5rd ha detto:
non basta....non ho capito molto...
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ti faccio esempio tanto per capire meglio cosa vuole dire "leggi matematiche che regolano il moto di un fluido":
hai presente come sono fatti gli aerei civili da trasporto (quello che prendi per andare ad Ibiza per esempio) che sono tutti rotondi, raccodati, il muso tondo, le coperture dei motori rotonde e raccordate pure loro... e invece un caccia militare (che ne so, il Tornado) tutti spigoloso, appuntito sul muso... prese d'aria dei motori che sono quasi delle lamiere da tanto sembrano sottili?
Perchè l'aereo che usi per andare ad Ibiza arriva (stima generica che cambia da velivolo a dalla quota) a 800 km/h e il Tornado arriva anche a 1500 km/h.
L'aerodinamica del Tornado NON è quello di un Airbus 320 o un B737.
Lo studio e la sperimentazione hanno dato luogo a progetti diversi per usi diversi.... qlc è più chiaro?
 
Nel campo automobilistico che ti interessa (quello della 147 ;) ), è la scienza che studia che forma dare alla carrozzeria per far sì che "tagli" l'aria il meglio possibile, in modo che l'auto consumi meno e vada più veloce.

E altre cose connesse, ad esempio come far arrivare abbastanza aria al motore perchè si raffreddi ... ecc ecc
 
Qui la situazione la vedo un po'... confusa.

Per le applicazioni auto i due aspetti principali sono
1) resistenza
2) portanza

la resistenza riguarda la "fatica" (il lavoro) necessario per spostarsi dentro un fluido (aria).
La cosa piuttosto interessante è che cresce (circa) col quadrato della velocità: per auto "lente" non ha una grande importanza, per auto "veloci" il contrario.
Tra l'altro incide anche sui consumi, ma non complichiamo il discorso

2) portanza: qui entra in gioco un effetto che non elenco (anche se è abbastanza semplice, in teoria) e riguarda l'effetto-ala.
Se consideri che un'auto, vista di profilo, non è poi molto diversa da così

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vedrai che ha la forma "contraria" dell'ala di un aeroplano.

Quello che accade (il perchè lo risparmio) è che l'aria che arriva nel muso si divide in due flussi: uno che passa sotto l'auto, l'altro che passa sopra (muso, tetto, coda).

Alla fine i due flussi si riuniscono (vabbè questo in soldoni).

Ebbene, dal momento che l'aria "sopra" fa un percorso più lungo dell'aria "sotto" l'auto viene diciamo così "risucchiata" verso l'alto, in pratica "vola" (la portanza), come un aereo al contrario.

E' quindi mooolto importante, per auto molto veloci, lo studio della DEportanza, ovvero come sagomare il "sopra" ed il "sotto" in maniera da minimizzare la portanza e, addirittura, avere un carico aerodinamico "negativo" (praticamente un "peso" che schiaccia a terra la vettura).
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Esempi di applicazione:
1- resistenza. Dipende da 10.000 parametri, i principali sono il mitico Cx e l'area frontale. Moltiplicandoli si ottiene una stima di quanta potenza vada "spesa" per vincere la resistenza dell'aria.
Meno resistenza=maggiori velocità a parità di potenza (esempio: mercedes ed anche bmw)

2- deportanza: per auto velocissime (porsche, ferrari etc), per impedire il decollo, o ci metti degli alettoni (i quali però aumentano la resistenza->rallentano in definitiva) oppure si studia il fondo ed il "culo" (i famosi estrattori) per compensare la portanza (o addirittura "risucchiare" verso il basso, come si faceva una volta in F1 con le minigonne).

chiaro fui? :matto)
 
Teo76":jg8psmks ha detto:
ti faccio esempio tanto per capire meglio cosa vuole dire "leggi matematiche che regolano il moto di un fluido"
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Bhè qui ce ne sarebbero parecchie, e quello che hai messo non è proprio il migliore.
La più semplice (banalizzandola) è : più lunga è la superficie "bagnata" ( :lol: ) minore la resistenza.

Quindi un'auto più lunga rispetto ad una più corta (immaginando che siano = come forma) avrà una resistenza inferiore.

Si usa questo "trucchetto" anche in nautica facendo sì che le chiglie si pieghino "a banana" verso il basso per massimizzare la sezione bagnata.
hai presente come sono fatti gli aerei civili da trasporto (quello che prendi per andare ad Ibiza per esempio) che sono tutti rotondi, raccodati, il muso tondo, le coperture dei motori rotonde e raccordate pure loro... e invece un caccia militare (che ne so, il Tornado)
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Qui il discorso è leggermente diverso ma lo risparmio

PS queste cosucce me le ha dette... un pilota inglese ad Hendon ove mi fece provare il simulatore, a momenti sporcavo il sedile :lol:
 
Uno cerca di introdurre l'aerodinamica in maniera semplice semplice e subito lo bastonano ... e io che volevo fare il divulgatore alla Piero Angela :mecry2)

Ma la portanza di un'auto è davvero tale da non essere trascurabile ?

Porsche Ferrari eccetera montano certamente le ali deportanti (non li chiamo alettoni sennò mi bastonate ancora :asd) ), ma che io sapessi, è per aumentare la forza contro il suolo, per avere maggiore tenuta in curva, frenata e accelerazione alle alte velocità. Non per non farle decollare ... ma potrei sbagliarmi, avete dei numeri ?
 
alk147":bvxf2wpi ha detto:
InterNik":bvxf2wpi ha detto:
vedrai che ha la forma "contraria" dell'ala di un aeroplano.
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Non ho capito, perchè dici contraria?
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Più che altro l'effetto che hanno un ala di un aereoplano e la forma della macchina è diversa, x' l'aereo è importante che venga sollevato e tenuto sollevato, il contrario accade x la macchina che deve avere la maggiore spinta possibile verso terra x non alzarsi :OK)
 
Friendevil":5ie3fr6w ha detto:
Più che altro l'effetto che hanno un ala di un aereoplano e la forma della macchina è diversa, x' l'aereo è importante che venga sollevato e tenuto sollevato, il contrario accade x la macchina che deve avere la maggiore spinta possibile verso terra x non alzarsi :OK)
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Però non era questo che intendevo chiedergli.

Se si guarda una macchina di profilo segue l'andamento di un'ala,ovviamente in modo molto approssimativo.

Ripensandoci può essere che InterNik intendesse dire che è girata davanti-dietro e non sottosopra come ho inteso io prima.

Ma il profilo normalmente crea portanza, infatti come poi ha detto le appendici o uno studio particolarmente ricercato servono a tenerla attaccata al suolo.
Basti pensare alla TT, proprio per il profilo pulito creava portanza alle alte velocità diventando instabile.
 
No è leggermente diversa.
Nel senso che una macchina è fatta più o meno così (prendo la TT)

audi-tt-1.jpg


l'ala di un aereo è così invece:

ala1.jpg


La differenza dei flussi di aria che pentrano la macchian e l'ala sono diversi.

Poi x stabilizzare la vettura hanno aggiunto sulla TT o ci sono sulle vetture ad alte prestazioni degli alettoni che tendono a riportare il flusso dell'aria in alto nella coda invece che abbassarlo (il grave problema della TT).

Parlo da PROFANO puro :OK)
 
Perchè qualcuno non si costruisce un fondo piatto con estrattore sulla 147... :elio) e poi ci dice se la macchina tiene di più?
Quanto ci vuole,con una lastra di lamiera chiudete il fondo e con un'altra lastra create lo scivolo posteriore...

Si vede che ho la febbre... :wall) :matto)
 
Macchina e ala sono simili, imho il profilo aerodinamico postato da friend è molto simile al profilo dell'auto... per gli "alettoni" si usano, passatemi il termine, ali d'aereo rovesciate, per ottenere una spinta verso il basso.

C'è poi da dire che portanza e resistenza sono forze, non energie (ti ho beccato internik eh?), la prima la puoi calcolare con strumenti matematici, la seconda la puoi solo misurare in galleria del vento in quanto causata dalla viscosità e abbiamo sviluppo dello strato limite...
 
ma quindi: + un auto è aerodinamica (magari grazie ad alettoni) cioè + ha deportanza che le impedisce "il decollo" + si perde in velocità??
giusto??
 
Un'auto aerodinamica, nella concezione del linguaggio parlato, offre meno resistenza, quindi di solito non ha appendici e non perde in velocità, è fatta apposta per raggiungere alte velocità.

Uno studio aerodinamico curato consente di avere una deportanza che la tiene attaccata a terra e nello stesso tempo le concede di essere più filante.
 
Si possono dare tredicimila definizioni tecniche sull'aerodinamica (parola del prof!) ma si può anche dire semplicemente che è lo studio di come si muovono i fluidi (nell'aerodinamica si tratta soprattutto dell'aria) attorno ad un corpo. Ovvero esattamente quello che si osserva in galleria del vento e quello che si analizza con lo studio matematico.
 
Capitan Aima":67y49vfg ha detto:
Si possono dare tredicimila definizioni tecniche sull'aerodinamica (parola del prof!) ma si può anche dire semplicemente che è lo studio di come si muovono i fluidi (nell'aerodinamica si tratta soprattutto dell'aria) attorno ad un corpo. Ovvero esattamente quello che si osserva in galleria del vento e quello che si analizza con lo studio matematico.
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In verità anche il contrario, ovvero come si muovono i corpi dentro ai fluidi :p

Per quanto riguarda la "forma" ad ala delle auto, per la fretta, non ho specificato bene, cerco di chiarire

1. Il principio di Bernoulli (sì, è un principio, quindi qualcosa che non è dimostrato, bensì solo osservato, gli ingeggneri capiranno :lol: ) viene sfruttato con la tipica forma "ad ala", ovvero con un tratto più lungo "in alto" e più corto "in basso".

Questo avviene, chiaramente, anche per le auto, e genera proprio il problema di portanza che ho cercato (??) di esplicitare sopra.

La forma delle auto, però, è tipicamente mirrorata rispetto ad un'ala (!!), ovvero ha "la punta" (il muso) davanti ed il "grosso" (padiglione) dietro.

Questo implica che il discorso sia più complicato rispetto allo studio di una "normale" ala, infatti la turbolenza generata in "uscita" (al livello del posteriore) è enormemente superiore rispetto a quella di un'ala "vera" (rastremata in coda).

Consente anche si sfruttare i famosi "trucchetti" (estrattori, convogliatori di flusso etc) proprio per ottenere DEportanza (il che sarebbe sostanzialmente impossibile con una "vera" forma ad ala, ovvero con la punta indietro).

Per inciso è uno dei problemi che si affrontano con le sport-prototipo che, avendo una conformazione quasi simmetrica "a seppia" (sottile avanti->cresce dove c'è il pilota->descresce verso il "culo" ove c'è il motore) sono, paradossalmente, mooolto più rischiose da questo punto di vista
(tipicamente si piazza un bell'alettone in coda, ma questo genera problemi perchè, a velocità elevatissime, può far sollevare il muso di quel tanto che basta perchè si infili "tropp" aria causando... il decollo del veicolo).

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A parte questi deliri (avevo aiutato un amico architetto per una tesi sugli scafi delle barche, ma è passato un millennio, fortunatamente non era un ingeggnere :lol: ) il succo è: la questione non è affontabile teoricamente, ed addirittura moolto difficile dal punto di vista computazionale.

Per determinare l'inviluppo di volo, ad esempio, di un aereo... si costruiscono prototipi e li si collauda nelle varie circostanze.
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Propongo un esperimento (mooolto impreciso, cmq divertente).
In un tratto X di autostrada, senza traffico, senza vento, buon asfalto e "dritto", provate a guardare il trip del consumo con i finestrini abbassati o chiusi.

Vedrete che le turbolenze generate (=dispersione d'energia)... fanno alzare i consumi!

Vabbè torno ai miei sorgenti :OK)
 
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