cos'è l'AERODINAMICA?

[InterNik]

Il contrario avviene con la macchina

La stessa cosa avviene con le auto; il contrario (ovvero una spinta verso il basso) si ottiene con gli alettoni :spin)

 

[Capitan Aima]

Si certo che noi quando una macchina si muove lo fa dentro un fluido ma nello studio, lo diceva anche l'illustre Leonardo da Vinci, è meglio che sia l'aere che investa l'oggetto che quest'ultimo si muova nell'aere. In pratica è quello che si fa in galleria del vento.

 

[alk147]

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

Ah, ok, allora avevo inteso male all'inizio, poi ho capito cosa intendevi, e mi trovi d'accordo anche sul resto che hai detto. :OK)

 

[InterNik]

Si certo che noi quando una macchina si muove lo fa dentro un fluido ma nello studio, lo diceva anche l'illustre Leonardo da Vinci, è meglio che sia l'aere che investa l'oggetto che quest'ultimo si muova nell'aere. In pratica è quello che si fa in galleria del vento.

:asd) Penso sia intuibile perchè la galleria del vento non riproduca le reali condizioni

 

[Capitan Aima]

Si certo che noi quando una macchina si muove lo fa dentro un fluido ma nello studio, lo diceva anche l'illustre Leonardo da Vinci, è meglio che sia l'aere che investa l'oggetto che quest'ultimo si muova nell'aere. In pratica è quello che si fa in galleria del vento.

:asd) Penso sia intuibile perchè la galleria del vento non riproduca le reali condizioni

Beh allora cosa dovremmo fare, lanciare un modello plastico di un vettore ed analizzarne i dati oppura analizzarli in galleria del vento?

 

[InterNik]

Beh allora cosa dovremmo fare, lanciare un modello plastico di un vettore ed analizzarne i dati oppura analizzarli in galleria del vento?

Le gallerie hanno limitazioni, ed anche piuttosto grosse, che non sto ad elencare, anche per quanto riguarda la possibilità di riproduzione effettiva dell'atmosfera "reale".

 

[Capitan Aima]

Quando un oggetto si muove in un fluido, come l'aria, si creano resistenze e carichi aerodinamici sul corpo dell'oggetto. Esattamente quello che si fa e ciò che serve in una galleria del vento.

 

[Teo76]

ti faccio esempio tanto per capire meglio cosa vuole dire "leggi matematiche che regolano il moto di un fluido"

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.

Ma non è magari che questo "trucchetto", come lo chiami tu, è per aumentare la stabilità direzionale e la disposizione del baricentro? mi pare strano che un'imbarcazione che con maggiore superficie bagnata, come la chiami tu impropriamente (si chiama "opera viva" la parte in acqua e "opera morta" quella esposta al vento), abbia minore resistenza... le imbarcazioni, ancora più che gli aerei o le auto, sono delle "creature" complesse perchè interagiscono nello stesso instante con due fluidi diversi (acqua e aria)... lasciamole un momento da parte per ora...
Occorre andare con cautela nel fare delle considerazione del genere... se non altro per non confondere ancora di più chi legge... Chiaro che la domanda lanciata da Mancio83 non è delle più semplici, ma a furia di colpi di falciotto e di accetta per "semplificare" qualche castronerie scappa alla fine...
Tanto per la precisione: la resistenza (aerodinamica) è una forza, solamente quando questa agisce su un corpo e lo muove con certo spostamento, compie un lavoro.
Un corpo soggetto ad una certa forza (per esempio la resistenza aerodinamica D --> Drag), che possiede una certa velocità V rispetto al fluido in cui si muove, deve disporre di una potenza data proprio da prodotto: D*V (solitamente detta "potenza necessaria", mentre la potenza massima del nostro motorino sotto al cofano è quella detta "disponibile").
La resistenza E' proporzionalmente diretta al quadrato della velocità V sopra citata.

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)

Qui il discorso è leggermente diverso ma lo risparmio

Per esempio? cosa è diverso? Ovviamente per le auto l'aerodinamica si riduce al discorso riduzione della resistenza nella penetrazione dell'aria (di cui le Porsche per esempio, ne sono un esempio concreto --> eccetto il Cayenne più simile ad un cassonetto), la deportanza per la stabilità e l'assetto, la riduzione di fruscii per l'acustica nell'abitacolo, la deviazione dei flussi di aria fresca per motore e raffreddamenti vari, un occhio alla fine ai consumi, non solo del carburante, ma anche dei pneumatici....
Non nego che sia complicato spiegare cosa si fa e cosa si studia quando si parla di Aerodinamica... però.....

PS queste cosucce me le ha dette... un pilota inglese ad Hendon ove mi fece provare il simulatore, a momenti sporcavo il sedile :lol:[/quote

 

[Teo76]

Beh allora cosa dovremmo fare, lanciare un modello plastico di un vettore ed analizzarne i dati oppura analizzarli in galleria del vento?

Le gallerie hanno limitazioni, ed anche piuttosto grosse, che non sto ad elencare, anche per quanto riguarda la possibilità di riproduzione effettiva dell'atmosfera "reale".

Detto così allora sembra che in galleria del vento ci metti sono i panni stesi ad asciugare... ci sono dei parametri adimensionali ben definiti (n° di Mach, di Reynolds... ecc..) e che se garantiscono proprio la riproducibilità del fenomeno reale (spesso per dimensioni, ingombri e velocità) in uno spazio molto più ristretto e limitato come una camera di prova di una galleria del vento.
Salvo piccoli accorgimenti correttivi con delle condizioni studiate ad hoc, dette condizioni iniziali e al contorno, il fenomeno è perfettamente riprodicibile nella galleria della Ferrari, come in quella di Milano al Politecnico come in quella a Modane o ad Aachen... (impianto e dimensioni delle camere a parte, sto parlando in generale).

 

[alk147]

Tra l'altro per quanto riguarda le simulazioni in galleria del vento mi hanno detto, ma a tal proposito non ho letto nulla, che la Ferrari ha sviluppato una nuova galleria che simula anche le asperità stradali.

 

[Teo76]

Tra l'altro per quanto riguarda le simulazioni in galleria del vento mi hanno detto, ma a tal proposito non ho letto nulla, che la Ferrari ha sviluppato una nuova galleria che simula anche le asperità stradali.

Sulle asperità stradali non so di preciso, di sicuro è vero che un fenomeno studiato con tutti i criteri diventa sempre più attendibile... per questo so che hanno previsto (ma nn sono gli unici e gli ultimi) di fare ruotare le ruote dell'auto come se fosse su un banco prova del meccanico e con opportuni ugelli viene captata l'aria in prossimità di pneumatici e sottoscocca come se fosse veramente in movimento.
Ancora meglio è la possibilità di fare muovere il "tappeto" che simula la strada sotto e intorno all'auto, alla stessa velocità dell'auto (infatti in realtà esiste una velocità relativa tra auto e fondo asfaltato che in galleria con l'auto ferma e il pavimento immobile in realtà non ci sarebbe).
Questo impianto costa parecchi soldini e mi pare che lo abbiano anche in Fondmetal.

 

[InterNik]

mi pare strano che un'imbarcazione che con maggiore superficie bagnata, come la chiami tu impropriamente (si chiama "opera viva" la parte in acqua e "opera morta" quella esposta al vento), abbia minore resistenza...

A me risulta che si parli proprio di superficie bagnata (le opere vive e morte non c'entrano un granchè in questo discorso).
Ti segnalo che la chiglia di una barca non necessariamente è tutta "bagnata" (anzi, in generale non lo è affatto): data una barca "lunga" tot più è "lunga" (non mi metto qui a precisare cosa sia AW) la superficie bagnata (a parità di tutto il resto) minore resistenza avrà.
-precisazione: barche "normali", non hovercraft, aliscafi e simili)

Un corpo soggetto ad una certa forza (per esempio la resistenza aerodinamica D --> Drag), che possiede una certa velocità V rispetto al fluido in cui si muove, deve disporre di una potenza data proprio da prodotto: D*V (...)

Scusa ma è banale tutto ciò, volendo mantenere una velocità costante in un mezzo (quindi con accelerazione=0)

Ovviamente per le auto l'aerodinamica si riduce al discorso riduzione della resistenza nella penetrazione dell'aria (...), la deportanza per la stabilità e l'assetto, la riduzione di fruscii per l'acustica nell'abitacolo, la deviazione dei flussi di aria fresca per motore e raffreddamenti vari, un occhio alla fine ai consumi, non solo del carburante, ma anche dei pneumatici....

Per fortuna che "si riduce"

Non nego che sia complicato spiegare cosa si fa e cosa si studia quando si parla di Aerodinamica... però.....

Direi più che complicato, in quanto nessuno sa effettivamente come "funzioni" o sa simulare concretamente uno strato limite, vedi ad esempio la "regola delle aree" e "vitino-da-vespa" che regolavano l'aerodinamica dei caccia fino a circa gli anni '90 (poi non so più, non mi sono interessato).
In definitiva: nulla è semplice quando si ha a che fare con moti turbolenti (=caotici) che non si sanno trattare -> prove, prove, prove

 

[Teo76]

mi pare strano che un'imbarcazione che con maggiore superficie bagnata, come la chiami tu impropriamente (si chiama "opera viva" la parte in acqua e "opera morta" quella esposta al vento), abbia minore resistenza...

A me risulta che si parli proprio di superficie bagnata (le opere vive e morte non c'entrano un granchè in questo discorso).
Ti segnalo che la chiglia di una barca non necessariamente è tutta "bagnata" (anzi, in generale non lo è affatto): data una barca "lunga" tot più è "lunga" (non mi metto qui a precisare cosa sia AW) la superficie bagnata (a parità di tutto il resto) minore resistenza avrà.
-precisazione: barche "normali", non hovercraft, aliscafi e simili)

Un corpo soggetto ad una certa forza (per esempio la resistenza aerodinamica D --> Drag), che possiede una certa velocità V rispetto al fluido in cui si muove, deve disporre di una potenza data proprio da prodotto: D*V (...)

Scusa ma è banale tutto ciò, volendo mantenere una velocità costante in un mezzo (quindi con accelerazione=0)

Ovviamente per le auto l'aerodinamica si riduce al discorso riduzione della resistenza nella penetrazione dell'aria (...), la deportanza per la stabilità e l'assetto, la riduzione di fruscii per l'acustica nell'abitacolo, la deviazione dei flussi di aria fresca per motore e raffreddamenti vari, un occhio alla fine ai consumi, non solo del carburante, ma anche dei pneumatici....

Per fortuna che "si riduce"

Non nego che sia complicato spiegare cosa si fa e cosa si studia quando si parla di Aerodinamica... però.....

Direi più che complicato, in quanto nessuno sa effettivamente come "funzioni" o sa simulare concretamente uno strato limite, vedi ad esempio la "regola delle aree" e "vitino-da-vespa" che regolavano l'aerodinamica dei caccia fino a circa gli anni '90 (poi non so più, non mi sono interessato).
In definitiva: nulla è semplice quando si ha a che fare con moti turbolenti (=caotici) che non si sanno trattare -> prove, prove, prove

Non capisco bene la tua osservazione:
perchè secondo te un corpo che è in moto in un fluido reale con velocità costante e traiettoria costante (quindi accelerazione in modulo e vettore pari a 0), non è soggetto a nessun tipo di resistenza e non necessita di nessuna potenza per muoversi attraverso tale fluido a tale velocità?
Magari ti manca qualche passaggio su questi concetti di base... non è così che funziona
la definizione -potenza- data dal prodotto di una -forza- per una -velocità- sarà banale, ma serviva a mio avviso a rendere molto più terra a terra il discorso... e forse ad innescare un po' di curiosità a chi magari vuole addentrarsi nel problema (a questo livello puramente di fisica, la fisica I che si studiava all'università prima del nuovo ordinamento).
Altra cosa: ma qual è la definizione che tu dai di "superficia bagnata", no perchè mi sa che non ci si intende bene con sta storia... io so quella che mi hanno insegnato all'università, non so te.
Detto questo, dal momento che mi sono trovato di fronte a certe considerazioni un po' troppo semplificate e mancanti in parte di un buon sostegno alcuni concetti di base (di fisica, di aerodinamica, ecc..), chiederei un po' più di serietà e di competenza nel trattare certi argomenti... personalmente se una cosa non la so, oppure ho solo letto poche righe di un articolo o ne so "per sentito dire", preferisco astenermi da ogni commento.
Il fatto che i moti turbolenti si dicono caotici è dovuto al fatto che la distribuzione di pressione, velocità ed energia che del fenomeno segue leggi non lineari e quindi risolvibili con i modelli matematici semplici (l'esempio più lampante sono le previsioni meteorologiche: man mano che si percorre la scala temporale i modelli forniscono risultati sempre meno attendibili).
Occorre mettere mano ad equazioni differenziali con ipotesi sul contorno ed iniziali che impiegano interi cluster di computer che lavorano giorni e giorni per arrivare ad una soluzione... ma non è vero che nessuno sa come vanno i moti turbolenti.... il fatto che in alcuni settori (tipo quello automotive) l'approcio all'aerodinamica privilegia di più l'aspetto pratico, tangibile e spesso più immediato è anche una questione puramente economica e di tempi di sviluppo.... in ogni cosa va fatto il giusto compendio tra ottimizzazione e costi per farlo, soprattutto per definire un prezzo del prodotto che andrà poi sul mercato e che dovrà ripagare anche tutti questi studi di aerodinamica alle spalle.