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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2014/2015
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 091329 - DINAMICA E AEROELASTICITA' DEI ROTORI
Docente Quaranta Giuseppe
Cfu 6.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (Mag.)(ord. 270) - BV (427) INGEGNERIA AERONAUTICA* AZZZZ091329 - DINAMICA E AEROELASTICITA' DEI ROTORI

Programma dettagliato e risultati di apprendimento attesi

Obiettivi e contenuti del corso

Obiettivo formativo principale

Il corso si propone di fornire le nozioni relative a problemi specifici della dinamica di sistemi aeronautici, segnatamente della dinamica e aeroservoelasticità dei rotori di elicottero. Si propone inoltre di fornire strumenti per modellarli e analizzarli, dai metodi “classici” che vanno sotto il nome di “comprehensive analysis” a metodi di impiego generale riconducibili all'approccio cosiddetto multicorpo, unitamente alla capacità di valutare criticamente l'applicabilità, i costi ed i benefici dei diversi tipi di analisi. Vengono illustrati ed analizzati problemi caratteristici della stabilità e della risposta degli elicotteri e dei rotori di elicottero, e vengono introdotte le tecniche progettuali per evitarne l'insorgere, o alleviarne gli effetti.

 

Obiettivi formativi metodologici

Capacità di formulazione autonoma di problemi dinamici multidisciplinari.

 

Obiettivi formativi secondari

Capacità di progettare e sviluppare sistemi di calcolo complessi per problemi specifici.

 

Descrizione degli argomenti trattati

Vengono di seguito elencati i capitoli in cui è suddiviso il programma del corso. Per ciascun capitolo vengono dati gli argomenti principali.

 

Introduzione a dinamica multicorpo

  1. Richiami di cinematica e dinamica dei sistemi meccanici
  2. Scrittura delle equazioni del moto: Newton-Eulero, d'Alembert-Lagrange (di I e II tipo), principi variazionali (Gauss, Hamilton), quasi-coordinate, vincoli olonomi e anolonomi, soluzione di sistemi di equazioni differenziali ordinarie (ODE) e algebrico-differenziali (DAE) mediante integrazione nel tempo.
  3. Sistemi di corpi rigidi, sistemi deformabili, dal continuo al discreto, sistemi multicampo e multidisciplinari.
  4. Tipi di problemi: cinematici, cineto-statici, ai valori iniziali, ai valori di contorno, problemi agli autovalori.

 

Dinamica e aeroelasticità dei rotori

  1. Introduzione alla descrizione cinematica, dinamica e aeroelastica di rotori di elicottero: requisiti, problemi, tecniche di modellazione. Matematica dei sistemi rotanti, coordinate multipala. Stabilità (in grande) di sistemi periodici (metodo di Floquet, esponenti di Lyapunov).
  2. Modellazione della dinamica di pale rotanti: approccio modale, elementi finiti in riferimento flottante, elementi finiti nonlineari (travi); impostazione e soluzione di problemi periodici (in forma collocata e integrale).
  3. Problemi aeroelastici: interazione fluido-struttura; flutter della pala (flappeggio-ritardo-passo), ground resonance, air resonance, whirl-flutter di convertiplani
  4. Problema aero-servo-elastico: dinamica dei sistemi di attuazione (piatto oscillante, IBC), interazione con i sistemi di aumento della stabilità e di controllo del volo, interazione con il pilota.

Note Sulla Modalità di valutazione

Organizzazione del corso e modalità di verifica

Modalità didattiche

I contenuti del corso verranno illustrati mediante lezioni frontali. Il consolidamento delle nozioni acquisite e la preparazione alla prova scritta saranno supportati da esercitazioni individuali in aula. Ad integrazione delle lezioni, per favorire l'ulteriore assimilazione dei concetti acquisiti, sono previsti laboratori informatici e lo sviluppo di progetti autonomi da parte degli studenti.

 

Modalità di verifica

L'accertamento della preparazione raggiunta è verificato mediante una prova orale. Tale prova verte sia sulla discussione del progetto presentato dal candidato che sugli argomenti del corso. La prova orale è volta ad accertare sia la conoscenza degli argomenti teorici che la capacità del candidato di operare su problemi concreti scegliendo gli strumenti modellistici ed analitici più adatti, giustificandone la scelta e descrivendone le modalità di utilizzo.

 


Bibliografia
Risorsa bibliografica facoltativaWayne Johnson, Rotorcraft aeromechanics, Editore: Cambridge aerospace series, Anno edizione: 2013, ISBN: 9781107028074
Risorsa bibliografica facoltativaBramwell, A. R. S.; Balmford, David; Done, George, Bramwell's Helicopter Dynamics, Editore: Elsevier Butterworth-Heinemann, Anno edizione: 2001 http://sfx.biblio.polimi.it:3210/sfx_local/azbook
Risorsa bibliografica facoltativaRichard L. Bielawa, Rotary wing structural dynamics and aeroelasticity, Editore: American Institute of Aeronautics and Astronautics, Anno edizione: 2006, ISBN: 1563476983
Risorsa bibliografica facoltativaTomasz Krysinski, Francois Malburet, Mechanical vibrations : active and passive control, Editore: ISTE, Anno edizione: 2007, ISBN: 9781905209293
Risorsa bibliografica facoltativaJohn Watkinson, Art of the Helicopter, Editore: Elsevier Ltd., Anno edizione: 2004, ISBN: 978-0-7506-5715-0 http://www.sciencedirect.com/science/book/9780750657150

Software utilizzato
Nessun software richiesto

Mix Forme Didattiche
Tipo Forma Didattica Ore didattiche
lezione
38.0
esercitazione
18.0
laboratorio informatico
16.0

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
schedaincarico v. 1.6.9 / 1.6.9
Area Servizi ICT
21/10/2021