Università degli studi di Genova
Facoltà di Ingegneria
A.A. 2009-2010
Flaps biomimetici per l’ottimizzazione
aerodinamica di ali
Candidata: Francesca Negrello
Relatore: Chiar.mo prof Alessandro Bottaro
Correlatori: Prof. Luigi Carassale
Ing. Freda
PAROLE CHIAVE
BIOMIMETICO
FLAPS
IPOTESI SPERIMENTALE
Osservando alcune particolari piume
sulle ali degli uccelli
Si può
realizzare
qualcosa di
simile?!?
OBIETTIVO:
realizzare flaps, passivi biomimetici per l’ottimizzazione aerodinamica di ali
1.5
Che funzionino senza bisogno
1 esterni!
di apporti energetici
Svolgimento
del
lavoro:
I profili alari ed in generale ogni oggetto di studio da un punto
3 aspetti0.5 di
C
l
vista aerodinamico si studia tramite l’utilizzo di coefficienti
caratteristici
(forze adimensionalizzate)
• Progettazione/realizzazione
0
-0.5
• Sperimentazione
• Interpretazione risultati
Cl - Re =1.9e+005
In particolare:
-1
-30
-20
-10
0
angolo d'attacco (°)
10
20
30
PROGETTAZIONE
Struttura di sostegno interna alla galleria:
→ telaio
→ profilo alare
→ sistema di afferraggio
‐boccola
‐end-plates
→ bilancia di misura
Sperimentazione
Fase caratterizzazione del
profilo:
1.5
CD - Re =5.9e+004
CL - Re =5.9e+004
CM - Re =5.9e+004
1
CD - Re =1.2e+005
CL - Re =1.2e+005
Cl, Cd, Cm
I.
0.5
CM - Re =1.2e+005
CD - Re =1.9e+005
CL - Re =1.9e+005
0
CM - Re =1.9e+005
-0.5
-1
-30
-20
-10
0
alpha (°)
10
20
30
Sperimentazione
II. Realizzazione FLAPS di I generazione:
Ricerca della frequenza di
oscillazione del flap
b e h noti
Cerco una sincronizzazione aeroelastica e quindi impongo:
Rimangono le incognite E, ρ
Sperimentazione
III. Prove qualitative
IV. Realizzazione FLAPS di II generazione
Sperimentazione
V. Prove con i FLAPS
1.5
1.5 1.5
1.51.51.5
CD - Re =1.9e+005
CD - Re =1.9e+005
C - Re =1.9e+005
D
CL - Re =1.9e+005
1
CLC-L Re
=1.9e+005
- Re =1.9e+005
CM - Re =1.9e+005
1
1 1
Re =1.9e+005
CMCM- -Re
=1.9e+005
11
0.5
m
0.5
m
l
d
l
0
Cl, Cd, Cm
0.50.5
C ,C ,C
l
0
C
C
l
C
l
d
C , C ,C
0.5 0.5
0
-0.5
0
00
-0.5
-1
-0.5-0.5
-1.5
-30
-0.5
-0.5
-1
-20
-10
0
angolo d'attacco del profilo (°)
10
Cl senza flap
00330
Cl senza flap
Cl20 con flap
Cl con flap
-1 -1 -1.5
-1-1-30-25
-30-25
-10
00
555 10
101010 15 15
-20
-10
0
20 20 20 2530 2530
-15-15 -10
-10
-5-5
-30 -30 -25
-30 -20-20 -20-20
-15
-10
-5
0
0
10
20
15
20 30 25 30 30
angolo
d'attacco
del profilo
angolo
d'attacco
(°)(°)
angolo
d'attacco
alphadel profilo
angolo
d'attacco
(°) (°)
Interpretazione risultati
α̊ /
tipologia
prova
5̊
10̊
15̊
16̊
17̊
18̊
19̊
20̊
25̊
30̊
Senza
flap
0.4697
1.025
1.144
1.167
1.201
0.7794
0.762
0.7595
0.5831
0.6396
Flap
%
Flap
%
scarsamente
permeabile
permeabile
0.1955
-58
0.3103
-34
0.7346
-28
0.8889
-13
1.19
+4
1.218
+6.5
1.215
+4
1.275
+9.3
1.294
+7.7
1.309
+9
0.9749
+25
1.011
+29.7
0.9698
+27.3
1.03
+35
0.8585
+13
0.8513
+12
0.8157
+39.9
0.8467
+45
0.7392
+15.6
0.6794
+6
Due
%
serie
di flap
0.1246
-73
0.6105
-40
0.9925
-13
1.064
-8.8
1.139
-5
1.18
+51.4
1.118 +46.7
1.163
+53
0.8623 +47.9
0.695 +8.7
Conclusioni & Sviluppi futuri
Risultati di questo lavoro:
Esperienza di ricerca
Conferma dell’intuizione sperimentale
Sviluppi futuri:
Ottimizzazione dei flaps esistenti
Realizzare altre tipologie di flaps:
• Altri materiali
• Altre configurazioni strutturali
• Altre posizioni
• Più serie di flaps