ETD

• Abaqus
• Aeroelasticità
• Aeroelasticità computazionale
• Co-simulazione
• FSI
• STAR-CCM+

Questa tesi di laurea ha lo scopo di simulare numericamente il comportamento di una ala deformabile in regime transonico, al fine di valutare gli effetti dell'interazione fluido-struttura.
Il lavoro si concentra sul confronto tra i risultati ottenuti con l'ala deformabile e gli analoghi ottenuti considerando l'ala rigida.

La ricerca e lo sviluppo di metodi numerici ha portato a codici di simulazione aerodinamica (CFD) e strutturale (FEM) che forniscono risultati di comprovata validità ingegneristica nell'ambito delle singole discipline.
In ambito multidisciplinare il problema aeroelastico è noto e studiato da tempo attraverso varie metodologie che hanno permesso di valutarne gli effetti. Tali analisi però sono capaci di fornire risultati accettabili solo per specifici regimi di flusso, in particolare in campo subsonico e supersonico. Una co-simulazione diretta che considera le variazioni di forma del corpo interessato dal flusso aerodinamico è stata possibile solo recentemente accoppiando software di simulazione CFD e FEM in maniera automatica, e garantendo il corretto passaggio delle informazioni riguardanti i carichi e gli spostamenti tra le griglie di calcolo fluida e strutturale.

In questa tesi, il problema aeroelastico viene affrontato utilizzando il software fluidodinamico STAR-CCM+ ed il software strutturale Abaqus. Tali software hanno implementati i moduli necessari per l'aggiornamento della mesh fluidodinamica nel corso della simulazione (morphing) e quelli che gestiscono l'intero processo di co-simulazione.

Inizialmente vengono calcolati i modi e le frequenze proprie dell'ala per verificare la correttezza del modello strutturale attraverso il confronto con risultati noti.
In seguito vengono effettuate simulazioni aerodinamiche in cui l'ala è considerata rigida e, successivamente, vengono effettuate delle co-simulazioni di tipo stazionario a diversi numeri di Mach e a diverse incidenze.
Infine, i risultati ottenuti vengono analizzati per valutare gli effetti della deformabilità della struttura sulle caratteristiche aerodinamiche dell'ala.