• CFD
• transizione
• stabilità strato limite
• ala transonica

Il presente lavoro di Tesi, svolto presso il laboratorio di Aerodinamica Applicata del dipartimento di ingegneria Aerospaziale dell'università di Pisa, nasce all'interno del progetto “Green Regional Aircraft” per lo sviluppo di un velivolo regionale a basso impatto ambientale. In particolare lo scopo finale del lavoro è quello di andare a valutare, tramite analisi CFD, l'effetto della micro-rugosità impressa sulla transizione del flusso su un'ala di un velivolo transonico. La transizione da flusso laminare a flusso turbolento assume un'importanza rilevante nel progetto di vari dispositivi in campo aeronautico, in particolare ha un'influenza diretta sulle prestazioni e sui consumi di carburante la cui riduzione, insieme all'abbattimento delle emissioni, è un obbiettivo del progetto. Il lavoro svolto si è sviluppata in tre parti distinte: una prima parte in cui sono state definite le condizione di design del velivolo preso come riferimento, una seconda parte in cui si è valutato il comportamento del modello di transizione implementato nel software di analisi ed una terza fase in cui si è valutalo l'effetto della micro-rugosità impressa sul corpo per cercare di ritardare la transizione dello strato limite.
Per lo svolgimento del lavoro di tesi sono stati utilizzati i software commerciali starccm+ dalla versione 4.04.011 alla versione 5.02.009 per le analisi CFD e i software A.N.S.A 13 e tgrid per la generazione delle griglie di calcolo.
Lo studio della transizione viene effettuato sfruttando l'approccio GammaReTheta basato sul modello di transizione sviluppato da Menter e Langrty nel 2005. Una descrizione del modello di transizione e della turbolenza viene fornita nei primi due capitoli di questo lavoro. Date le notevoli richieste del modello di transizione, dal punto di vista delle risorse di calcolo, per lo studio di una geometria come l'ala del velivolo si procede con il considerare solo una piccola parte di essa. Questo tipo di approccio rende necessaria la definizione delle condizioni al contorno opportune per descrivere la tridimensionalità del flusso sul componente che viene isolato. Nel quarto capitolo si va a definire la configurazione di design del velivolo dalla quale è possibile estrarre tutti i dati necessari per poter lavorare con un solo segmento di ala isolato. Nel successivo capitolo si procede con le valutazioni del comportamento del modello di transizione al variare dei parametri che descrivono la turbolenza del flusso. Questa parte consente anche di valutare il comportamento del modello di transizione in presenza di gradienti di pressione su un corpo tridimensionale investito da un flusso transonico. Effettuate le prove sul segmento di ala isolato è possibile valutare se l'approccio utilizzato consente di ottenere risultati soddisfacenti o altera in maniera significativa il flusso sul corpo rendendo inutilizzabile. Nel sesto ed ultimo capitolo si va a studiare l'effetto della micro-rugosità sulla stabilizzazione dello strato limite, in particolare si cercano di valutare le potenzialità della CFD nella descrizione di questo tipo di fenomeni.