SL: laminare e turbolento

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cizo
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SL: laminare e turbolento

Messaggio da cizo » 13 maggio 2019, 13:38

Ciao a tutti,
le domande sono semplici:

Uno strato limite laminare(lungo una lastra piana),prima della separazione, diventa sempre turbolento? Sono possibili casi in cui si separi senza diventare turbolento?
Perchè uno strato limite turbolento allontana la separazione del flusso e può addirittura provocare il riattaccamento dello stesso? In che modo rienergizza il flusso?

Grazie, perdonate la confusione

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Re: SL: laminare e turbolento

Messaggio da flyingbrandon » 14 maggio 2019, 8:39

cizo ha scritto:Ciao a tutti,
le domande sono semplici:

Uno strato limite laminare(lungo una lastra piana),prima della separazione, diventa sempre turbolento? Sono possibili casi in cui si separi senza diventare turbolento?
Perchè uno strato limite turbolento allontana la separazione del flusso e può addirittura provocare il riattaccamento dello stesso? In che modo rienergizza il flusso?

Grazie, perdonate la confusione
cizo ha scritto:Ciao a tutti,
le domande sono semplici:

Uno strato limite laminare(lungo una lastra piana),prima della separazione, diventa sempre turbolento? Sono possibili casi in cui si separi senza diventare turbolento?
Perchè uno strato limite turbolento allontana la separazione del flusso e può addirittura provocare il riattaccamento dello stesso? In che modo rienergizza il flusso?

Grazie, perdonate la confusione
Si...diventa sempre turbolento.
Ni...un moto turbolento crea una maggior resistenza rispetto ad un moto ordinato laminare...però ha una maggiore energia cinetica. In generale quando diventa turbolento si ha un rimescolamento del fluido e, per lo meno localmente, se ti riferisci ad un vortex generator sull’ala ha la funzione di energizzare e ritardare il distacco delle particelle proprio in virtù del fatto che aumenti l’energia delle particelle (nel flusso laminare la velocità delle particelle a contatto con l’ala è , praticamente, zero). In generale, però, idealmente vorresti tenere il flusso laminare il più a lungo possibile proprio perché ti offre meno resistenza. Gli SLAT, ad esempio, creano quella fessura anteriormente che ti rovina il profilo, per certi versi, ma ti fornisce maggiore energia al flusso laminare. Questo in modo descrittivo...se ti interessa la trattatazione fisico matematico potrai vedere la variazione dell’andamento del coefficiente di viscosità...l’andamento della velocità nel flusso laminare (particelle attaccate all’ala sono più lente di quell sopra) e come agisce il gradiente di pressione.
Il discorso , a mio avviso, può generare “confusione” perché per ottenere il miglior risultato agisci sempre in zone di “transizione”...nel senso che se un moto poi diventa definitivamente turbolento si stacca dall’ala e basta. È proprio nella fase iniziale del suo essere turbolento che può aiutarti, nonostante la maggior resistenza.
Ciao!
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Re: SL: laminare e turbolento

Messaggio da cizo » 14 maggio 2019, 13:00

flyingbrandon ha scritto:
Si...diventa sempre turbolento.
Ni...un moto turbolento crea una maggior resistenza rispetto ad un moto ordinato laminare...però ha una maggiore energia cinetica. In generale quando diventa turbolento si ha un rimescolamento del fluido e, per lo meno localmente, se ti riferisci ad un vortex generator sull’ala ha la funzione di energizzare e ritardare il distacco delle particelle proprio in virtù del fatto che aumenti l’energia delle particelle (nel flusso laminare la velocità delle particelle a contatto con l’ala è , praticamente, zero). In generale, però, idealmente vorresti tenere il flusso laminare il più a lungo possibile proprio perché ti offre meno resistenza. Gli SLAT, ad esempio, creano quella fessura anteriormente che ti rovina il profilo, per certi versi, ma ti fornisce maggiore energia al flusso laminare. Questo in modo descrittivo...se ti interessa la trattatazione fisico matematico potrai vedere la variazione dell’andamento del coefficiente di viscosità...l’andamento della velocità nel flusso laminare (particelle attaccate all’ala sono più lente di quell sopra) e come agisce il gradiente di pressione.
Il discorso , a mio avviso, può generare “confusione” perché per ottenere il miglior risultato agisci sempre in zone di “transizione”...nel senso che se un moto poi diventa definitivamente turbolento si stacca dall’ala e basta. È proprio nella fase iniziale del suo essere turbolento che può aiutarti, nonostante la maggior resistenza.
Ciao!
Grazie, immagino dunque che la necessità di avere uno strato limite laminare o turbolento dipenda quindi dalla filosofia del progetto. Del tipo un alettone automobilistico, essendo molto poco esteso e considerando angoli di incidenza limitati, non causerà la perdita di energia del flusso come un'ala di un velivolo e quindi si preferisce che il flusso abbia uno strato limite laminare per diminuire la resistenza. Al contrario il flusso sull'ala ,verso il bordo di uscita, è necessario che abbia l'energia per rimanere attaccato e quindi se necessario si provocherà volontariamente la transizione dello strato limite prima che questa accada spontaneamente.Corretto come ragionamento?

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Re: SL: laminare e turbolento

Messaggio da flyingbrandon » 15 maggio 2019, 0:32

cizo ha scritto:
flyingbrandon ha scritto:
Si...diventa sempre turbolento.
Ni...un moto turbolento crea una maggior resistenza rispetto ad un moto ordinato laminare...però ha una maggiore energia cinetica. In generale quando diventa turbolento si ha un rimescolamento del fluido e, per lo meno localmente, se ti riferisci ad un vortex generator sull’ala ha la funzione di energizzare e ritardare il distacco delle particelle proprio in virtù del fatto che aumenti l’energia delle particelle (nel flusso laminare la velocità delle particelle a contatto con l’ala è , praticamente, zero). In generale, però, idealmente vorresti tenere il flusso laminare il più a lungo possibile proprio perché ti offre meno resistenza. Gli SLAT, ad esempio, creano quella fessura anteriormente che ti rovina il profilo, per certi versi, ma ti fornisce maggiore energia al flusso laminare. Questo in modo descrittivo...se ti interessa la trattatazione fisico matematico potrai vedere la variazione dell’andamento del coefficiente di viscosità...l’andamento della velocità nel flusso laminare (particelle attaccate all’ala sono più lente di quell sopra) e come agisce il gradiente di pressione.
Il discorso , a mio avviso, può generare “confusione” perché per ottenere il miglior risultato agisci sempre in zone di “transizione”...nel senso che se un moto poi diventa definitivamente turbolento si stacca dall’ala e basta. È proprio nella fase iniziale del suo essere turbolento che può aiutarti, nonostante la maggior resistenza.
Ciao!
Grazie, immagino dunque che la necessità di avere uno strato limite laminare o turbolento dipenda quindi dalla filosofia del progetto. Del tipo un alettone automobilistico, essendo molto poco esteso e considerando angoli di incidenza limitati, non causerà la perdita di energia del flusso come un'ala di un velivolo e quindi si preferisce che il flusso abbia uno strato limite laminare per diminuire la resistenza. Al contrario il flusso sull'ala ,verso il bordo di uscita, è necessario che abbia l'energia per rimanere attaccato e quindi se necessario si provocherà volontariamente la transizione dello strato limite prima che questa accada spontaneamente.Corretto come ragionamento?
Boh...può darsi...io mi riferivo esclusivamente al caso dell’ala... :mrgreen:
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Re: SL: laminare e turbolento

Messaggio da JT8D » 14 giugno 2019, 23:29

Ipotizzando una lastra piana, il campo interno allo strato limite è prima di tipo laminare, poi vi è una zona di
transizione e quindi diventa turbolento, come già detto. Il numero di Reynolds serve a esaminare la questione: infatti lo strato limite diventa turbolento quando Re supera il Reynolds critico.

Poi naturalmente se vi è turbolenza iniziale della corrente la transizione anticipa, così come rugosità o imperfezioni della superficie della lastra facilitano la transizione.

La separazione può avvenire sia in flusso laminare che in flusso turbolento, ma come è già stato detto, rispetto ad uno strato limite laminare il profilo di velocità di uno strato limite turbolento ha maggior quantità di moto ed energia cinetica, quindi la separazione avverrà con maggiore difficoltà. Quindi è possibile condizionare la separazione del flusso mediante il controllo della transizione.

In generale avere transizione a valle porta a minore resistenza di attrito (rischiando però una separazione laminare), mentre una transizione anticipata è ottimale nei confronti della separazione, che possiamo controllare, pur con una resistenza di attrito più elevata.

Il controllo della transizione fa parte della progettazione che poi naturalmente andrà verificata durante i test in volo.

Il vortex generator crea appunto dei vortici che rimescolano lo strato limite energizzando il flusso. Ciò ritarda la separazione del flusso dal profilo.

Paolo
"La corsa di decollo è una metamorfosi, ecco una quantità di metallo che si trasforma in aeroplano per mezzo dell'aria. Ogni corsa di decollo è la nascita di un aeroplano" (Staccando l'ombra da terra - D. Del Giudice)


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