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ANDREA CIMARELLI
Professore Associato
Dipartimento di Ingegneria "Enzo Ferrari"
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Insegnamento: Industrial Aerodynamics
Advanced Automotive Engineering (Offerta formativa 2021)
Obiettivi formativi
Obiettivo del corso “Experimental Aerodynamics” è quello di esporre il tipico processo industriale di sviluppo aerodinamico di una vettura da competizione e non. Partendo dall’esame delle grandezze tipiche con cui si misura e rappresenta la performance aerodinamica, si introducono i due strumenti tipicamente utilizzati: galleria del vento e CFD.
Lo studio di questi strumenti permetterà allo studente di capire la loro modalità di utilizzo, integrazione e finalità nella conduzione di un progetto che rispetti i target di tempi, costi e prestazioni.
I concetti introdotti in teoria troveranno diretta applicazione nei workshops sperimentale e numerico, il cui obiettivo è la finalizzazione dell’attività didattica in aula. Alla fine del corso gli studenti avranno una maggiore consapevolezza riguardo alla funzionalità aerodinamica del prodotto e una visione completa delle problematiche connesse allo sviluppo aerodinamico di una vettura.
Prerequisiti
“CFD fundamentals and aerodynamics” Prof. Stalio
Si ritiene necessaria qualsiasi formazione pregressa di introduzione generale alla fluidodinamica e ai metodi di misura delle sue principali grandezze.
Programma del corso
Generale
Parametri aerodinamici e Misure
Definizione di assetti, mappe aerodinamiche, configurazioni vettura. Parametri aerodinamici quali resistenza, carico, bilanciamento. Raffreddamento, polari d’ala, ribilanciamento.
Aerodinamica numerica
Introduzione alla CFD in ambito industriale e ai codici commerciali. Processo CFD nelle fasi di pre-processing, simulazione e post-processing, analisi dei risultati e utilizzo del tool CFD per applicazioni Racing-Automotive. Studio di fenomeni instazionari e fisiche complementari all’aerodinamica esterna (termica, acustica, HVAC), non facilmente riproducibili in ambienti sperimentali convenzionali.
Workshop CFD: applicazione diretta di quanto sopra.
Aerodinamica Sperimentale
Impianto galleria del vento, layout modello e movimentazione, strumenti e metodi di misura in galleria.
Pianificazione, conduzione ed analisi dati di una sessione di prova in galleria del vento.
Workshop Galleria del vento: applicazione diretta di quanto sopra.
Analisi aerodinamica prodotto
Analisi del funzionamento aerodinamico di vetture appartenenti a diverse categorie (racing a ruote scoperte/coperte in contesti competitivi e non / stradali), con riferimento a particolari approcci di progettazione aerodinamica quali pura prestazione, stabilità aerodinamica, costo.
Metodi didattici
Le lezioni frontali saranno tenute sulla base di presentazioni che verranno fornite agli studenti e messe a disposizione su web. Gli studenti sono caldamente invitati a compensare/approfondire gli argomenti trattati con libri di testo laddove esiste
letteratura disponibile (vd. strumenti di galleria del vento e CFD). Per la parte più specificatamente di prodotto e processo diventa fondamentale l’interazione in aula.
Testi di riferimento
1] W. H. Hucho, editor. Aerodynamics of Road Vehicles. SAE international,
Warrendale USA, 4th edition, 1998.
[2] J. Katz. New Directions in Race Car Aerodynamics: designing for speed.
Bentley Publishers, Cambridge, USA, 1995.
[3] S. B. Pope. Turbulent flows. Cambridge University Press, New York, 2000.
[4] H.K.Versteeg, W.Malalasekera, An Introduction to Computational Fluid Dynamics-The finite volume method- Longman Scientific&Technical
[5] J.H. Ferziger, M. Peric, Computational Methods for Fluid Dynamics, Springer.
Verifica dell'apprendimento
Esame scritto e Orale.
Il superamento della prova scritta non è ritenuto strettamente vincolante per l’ammissione alla prova orale, pur concorrendo alla valutazione complessiva.
Risultati attesi
• Capacità applicativa di costruire un percorso di sviluppo aerodinamico ottimizzando il processo in funzione delle caratteristiche del prodotto.
• Capacità di comprensione e di utilizzo integrato dei tools industriali disponibili (galleria e CFD).
• Capacità di analisi qualitativa delle caratteristiche aerodinamiche di un’autovettura.
• Capacità di individuare le strategie per aumentare l’efficienza di una vettura (resistenza e/o carico, in funzione del tipo di vettura).