Nuova Teoria Del Volo

[sloper_marco]

Originalmente inviato da Manubrio

@ clabe e Sloper

Bene, siamo sul naso, la parte dove arriva il flusso...
...[cut cut]...
.... maggior pressione che le tiene attaccate al muso dell'ostacolo, essendo l'ostacolo il naso, scorrono sulla curva del naso.

Intanto mi fermo qui.
Perchè fin qui quoto e applaudo.

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Da qui in giù invece iniziano i problemi, almeno per me.

Originalmente inviato da Manubrio

Ecco che per la legge di Cro si forma una ulteriore pressione centripeta sulla loro testa che le tiene schiacciate contro la forma curva. Tutte le particelle di tutte le streamline una sull'altra fanno lo stesso. Tutto il flusso si incurva a causa dell'azione dell'ala. Attorno all'ala si forma il campo di pressione più volte postato.

Pressione.
Per tenere attaccato il flusso all'ala non abbiamo usato altro. E' l'unica forza che abbiamo considerato ed altro non serve.

La viscosità è una forza ridicola del tutto trascurabile, e non serve per spiegare l'adesione di una flusso a una superficie curva. E' la pressione che lo fa. Molto forte la pressione.Più forte di Maciste. Tiene su gli aerei.

etc... etc...

La "legge di Cro" (mi piace ) dice infatti che:

Forze viscose->forza centripeta->gradiente di velocita'->gradiente di pressione.

Da cui, per la proprietà transitiva (mi pare), consegue che se Forze viscose=0 -> gradiente di pressione=0.
Ergo, no portanza del dorso.
O sbajo?


A sto punto io oserei qualcosina in più tentando di riscrivere la legge in altri termini, ma non sapendo di cosa sto parlando non escludo che Cro, o qualcun altro, mi ammazzi di botte :

Forze viscose = forza centripeta = gradiente di velocita' = gradiente di pressione.

Da cui consegu(irebb)e che Forze viscose=gradiente di pressione.
Ergo le Forze viscose tengono su (o almeno corrispondono in valore) ai famosi 2/3 del perso dell'aereo, tanto si dice valga la componente di portanza sviluppata dal dorso.
O sbajo?

[CRO_Fek]

Mi piacerebbe poter dire di essere un esperto di aerodinamica ma purtroppo non e' cosi'. Le mie conoscenze di idrodinamica sono rivolte a tutt'altro campo .
Due parole sulla portanza in fluidi inviscidi, magari un po' tecniche, posso pero' provare a dirle.
Le equazioni di navier-stokes diventano quelle di eulero nel caso in cui la viscosita' e' nulla e il fluido incompressibile.
Con la teoria del potenziale si riducono le incognite e il problema si semplifica ulteriormente (tecnicamente: le equazioni del potenziale sono lineari).
Si puo' allora calcolare la distribuzione della velocita' del fluido intorno all'ala e con bernoulli la distribuzione di pressione, che da il lift totale.
MA e' obbligatorio imporre qualche condizione aggiuntiva particolare.
Nella teoria del potenziale si assume il fluido, o meglio la distribuzione di velocita', sia descritta da un potenziale delle velocita' vista la vorticita' nulla del campo di velocita' stesso.
Ma con un solo potenziale continuo non si puo' avere circolazione netta e quindi lift. Occorre quindi che ci sia una discontinuita' lungo una linea che parte dall'ala e arriva a infinito attraverso cui il potenziale "salti" e generi circolazione e percio' lift, il "branch cut".
Pero' la posizione e il valore del branch cut sono parametri liberi: non vengono determinati dall'equazione del potenziale o dalle condizioni al contorno. Per cui la soluzione e' indeterminata.
Allora si applica una condizione particolare, quella di kutta: fra tutti i possibili branch cut, quello fisicamente ragionevole e' il branch cut tale che il flusso si stacchi dall'ala in modo "liscio", senza discontinuita' (non si formano shock, per dire).
La ragione per cui la cond. di kutta e' necessaria nel caso inviscido e' puramente matematica, almeno credo.
Nell'ipotesi di fluido inviscido, infatti, l'ordine delle equazioni scende dal secondo al primo e non si possono piu' applicare due condizioni al contorno, ma solo una.
Cioe' se si prende l'equazione del momento per un fluido viscoso, si hanno derivate al II ordine delle velocita' nel termine viscoso e possiamo imporre la condizione che v_n = 0 (no flusso attraverso la superficie) AND v_t = 0 (no slip), cioe' DUE condizioni al contorno.
Se mettiamo viscosita' = 0, l'equazione diventa al I ordine in v e quindi possiamo applicare solo una condizione al contorno.
Dato che il flusso attraverso il corpo e' fisicamente impossibile (u_n = 0 sempre), si deve rilasciare la condizione u_t = 0. Ovvero si ha la condizione di slip. Fisicamente non e' corretto lasciare che questa linea di slip persista a valle del bordo di uscita (non c'e') e quindi la cond. di kutta e' necessaria per raccordare le velocita' a valle del bordo di uscita ed eliminare la discontinuita' nelle velocita' che si avrebbe.
Nella vita reale, il modo in cui la natura assicura che il flusso lascia il BU smoothly e' che il boundary layer viscoso rimane attaccato al tutto il BU. La natura cioe' "soddisfa" la condizione di kutta attraverso la viscosita'. Senza lo strato limite (cioe' no viscosita'), non ci sarebbe alcun meccanismo fisico nel mondo reale per soddisfare la cond di kutta.
In altre parole, la cond di kutta e' la costruzione matematica con cui descriviamo un effetto viscoso reale in un modello di fluido approssimato senza la viscosita' .
Senza la viscosita' la condizione di kutta non funzionerebbe; senza la condizione di kutta non si avrebbe circolazione; senza circolazione non c'e' lift; quindi senza viscosita' non ci sarebbe lift .
Anche il vortice di avviamento non esisterebbe senza la viscosita', dato che puo' "generare" vorticita' dal nulla nello strato limite.

[sloper_marco]

Originalmente inviato da CRO_Fek

... quindi senza viscosita' non ci sarebbe lift .

... e la balena si porterebbe dietro una "zona di mare in stasi che la segue ovunque e entrocontiene le feci"

Grazie della spiega.

Sentimpò, secondo te l'equazione/ragionamento per cui:
Forze viscose = forza centripeta = gradiente di velocita' = gradiente di pressione;
Da cui consegu(irebb)e che Forze viscose=gradiente di pressione;
Ergo le Forze viscose tengono su (o almeno equivalgono in valore) i famosi 2/3 del perso dell'aereo, tanto si dice valga la componente di portanza sviluppata dal dorso;

Regge o è una minchiata?

[Manubrio]

Originalmente inviato da CRO_Fek

Mi piacerebbe poter dire di essere un esperto di aerodinamica ma purtroppo non e' cosi'. Le mie conoscenze di idrodinamica sono rivolte a tutt'altro campo .
Due parole sulla portanza in fluidi inviscidi, magari un po' tecniche, posso pero' provare a dirle.
Le equazioni di navier-stokes diventano quelle di eulero nel caso in cui la viscosita' e' nulla e il fluido incompressibile.
Con la teoria del potenziale si riducono le incognite e il problema si semplifica ulteriormente (tecnicamente: le equazioni del potenziale sono lineari).
Si puo' allora calcolare la distribuzione della velocita' del fluido intorno all'ala e con bernoulli la distribuzione di pressione, che da il lift totale.
MA e' obbligatorio imporre qualche condizione aggiuntiva particolare.
Nella teoria del potenziale si assume il fluido, o meglio la distribuzione di velocita', sia descritta da un potenziale delle velocita' vista la vorticita' nulla del campo di velocita' stesso.
Ma con un solo potenziale continuo non si puo' avere circolazione netta e quindi lift. Occorre quindi che ci sia una discontinuita' lungo una linea che parte dall'ala e arriva a infinito attraverso cui il potenziale "salti" e generi circolazione e percio' lift, il "branch cut".
Pero' la posizione e il valore del branch cut sono parametri liberi: non vengono determinati dall'equazione del potenziale o dalle condizioni al contorno. Per cui la soluzione e' indeterminata.
Allora si applica una condizione particolare, quella di kutta: fra tutti i possibili branch cut, quello fisicamente ragionevole e' il branch cut tale che il flusso si stacchi dall'ala in modo "liscio", senza discontinuita' (non si formano shock, per dire).
La ragione per cui la cond. di kutta e' necessaria nel caso inviscido e' puramente matematica, almeno credo.
Nell'ipotesi di fluido inviscido, infatti, l'ordine delle equazioni scende dal secondo al primo e non si possono piu' applicare due condizioni al contorno, ma solo una.
Cioe' se si prende l'equazione del momento per un fluido viscoso, si hanno derivate al II ordine delle velocita' nel termine viscoso e possiamo imporre la condizione che v_n = 0 (no flusso attraverso la superficie) AND v_t = 0 (no slip), cioe' DUE condizioni al contorno.
Se mettiamo viscosita' = 0, l'equazione diventa al I ordine in v e quindi possiamo applicare solo una condizione al contorno.
Dato che il flusso attraverso il corpo e' fisicamente impossibile (u_n = 0 sempre), si deve rilasciare la condizione u_t = 0. Ovvero si ha la condizione di slip. Fisicamente non e' corretto lasciare che questa linea di slip persista a valle del bordo di uscita (non c'e') e quindi la cond. di kutta e' necessaria per raccordare le velocita' a valle del bordo di uscita ed eliminare la discontinuita' nelle velocita' che si avrebbe.
Nella vita reale, il modo in cui la natura assicura che il flusso lascia il BU smoothly e' che il boundary layer viscoso rimane attaccato al tutto il BU. La natura cioe' "soddisfa" la condizione di kutta attraverso la viscosita'. Senza lo strato limite (cioe' no viscosita'), non ci sarebbe alcun meccanismo fisico nel mondo reale per soddisfare la cond di kutta.
In altre parole, la cond di kutta e' la costruzione matematica con cui descriviamo un effetto viscoso reale in un modello di fluido approssimato senza la viscosita' .
Senza la viscosita' la condizione di kutta non funzionerebbe; senza la condizione di kutta non si avrebbe circolazione; senza circolazione non c'e' lift; quindi senza viscosita' non ci sarebbe lift .
Anche il vortice di avviamento non esisterebbe senza la viscosita', dato che puo' "generare" vorticita' dal nulla nello strato limite.

Condivido parola per parola.
Non mi ero avventurato a nominare il branch cut, non è nel mio dominio, ma ho letto di questa necessità matematica nel procedimento classico.

Tutto il procedimento a cui fai riferimento, la sequenza bound vortex per applicare NS, Kelvin che dice che la circolazione non c'è, solo velocità costante, allora niente più applicabilità di NS, zac paradosso di d'alembert, l'intervento di kuttajuko e la condizione di kutta per aggiustare buchi precedenti, ed infine il vortice di avviamento, non descrivono la fisica reale della formazione del lift.

Il Bound Vortex non esiste, un profilo tronco vola, produce portanza anche un profilo a culo in avanti, il cui bu è il tondissimo naso. C'è nel caso indeterminazione del punto esatto dove si sviluppa la condizione di kutta la quale peraltro determina la circolazione per una sola precisa condizione.
L' intervento di KJ è mirabile come la sequenza che lo precede.
Ma non ci dice cosa succede sull'ala.

La mia intenzione invece è di comprendere tutto il meccanismo fisico che da origine alla portanza, senza buchi o salti matematici di fronte all'ignoto. Il mio problema non è giustificare l'applicazione di NS, è stato giù fatto-

Se guardi Denker see how it flyes, c'è una miniera imponente di informazioni, tutte giuste. Manca la cucitura fra loro per comprendere cosa succede veramente istante per istante e capire come si forma la portanza.

Babinsky, nella ipotesi non viscosa, non dice nulla di sbagliato ma non chiude il cerchio cause-effetti anche se ti dice di come sia necessaria la relazione reciproca fra pressione e velocità. Il resto va a intuito del lettore.


Cenni sulla mia ipotesi
La mia ipotesi spiega come e perchè si forma il campo di maggior pressione davanti all'ala che parte da zero. Esistono immediatamente le condizioni per l'inflessione e la distribuzione delle velocità. Immediatamente, come il flusso incontra l'ala, c'è rallentamento del flusso nel ventre e maggiore pressione, mentre sul dorso c'è da subito maggiore velocità e minore pressione. Ciò esiste facendo la fotografia della prima metà di percorso, prima ancora che il flusso sia uscito dal BU.

Non serve alcun vortice postumo per avviare la circolazione intesa come distribuzione delle velocità. E' sufficiente che l'ala sia alla velocità di portanza.


E' in quella parte di ala che il flusso raggiunge le condizioni per proseguire con successo la sua corsa naturale su entrambe le superfici e lasciare il bu in normali condizioni di volo.

Non devo fondare una nuova teoria sulla quale fare nuovi calcoli.
Voglio semplicemente spiegarmi la formazione della portanza nel rispetto degli avvenimenti fisici. L'intera meccanica



Di fronte a teorie come quelle recentemente scoperte di AeCI e della FAA, seguire una strada fisica perfettamente giustificata è il meno che ci si possa proporre.

Credo di aver individuato una strada e vorrei proseguire insieme a voi, chiedendovi di demolire ciè che non trovate corretto.
Viscosità e frizione verranno introdotte cum grano salis quando significative.

Per il momento, il mainstream deve essere inviscido, incompressibile.

[Manubrio]

Originalmente inviato da sloper_marco

Intanto mi fermo qui.
Perchè fin qui quoto e applaudo.

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Da qui in giù invece iniziano i problemi, almeno per me.


La "legge di Cro" (mi piace ) dice infatti che:

Forze viscose->forza centripeta->gradiente di velocita'->gradiente di pressione.

Da cui, per la proprietà transitiva (mi pare), consegue che se Forze viscose=0 -> gradiente di pressione=0.
Ergo, no portanza del dorso.
O sbajo?


A sto punto io oserei qualcosina in più tentando di riscrivere la legge in altri termini, ma non sapendo di cosa sto parlando non escludo che Cro, o qualcun altro, mi ammazzi di botte :

Forze viscose = forza centripeta = gradiente di velocita' = gradiente di pressione.

Da cui consegu(irebb)e che Forze viscose=gradiente di pressione.
Ergo le Forze viscose tengono su (o almeno corrispondono in valore) ai famosi 2/3 del perso dell'aereo, tanto si dice valga la componente di portanza sviluppata dal dorso.
O sbajo?

Sbagli di brutto, la legge di Cro non la hai capita.
Lo sviluppo della forza centripeta non ha a che fare con la viscosità. Cro non ti ha mai detto che c'è una dipendenza. Se leggi il seguito del mio post, quello che hai apprezzato fino al punto X, ti spiega come le particella stanno attaccate all'ostacolo, ne seguono la curva in accelerazione e. una volta in curva, sviluppano una forza di pressione ulteriore sulla loro testa, forza centripeta.

Tu vedi la viscosità come una specie di colla molecolare che incolla l'aria da qualche parte, incluso il dorso dell'ala per tenerla su. Non è una colla.

Cosa è la viscosità? Dal libro di Cro ai fedeli:
La viscosità di un fluido è una misura della resistenza che, all’interno del
fluido stesso, gli strati adiacenti oppongono allo scorrimento reciproco.
E ancora:
La viscosità è dunque una misura della forza frenante per unità di superficie
in scorrimento ed è inversamente proporzionale al rapporto Dv/Dy, che è
una misura di quanto la velocità varia da uno strato all’altro: minore è tale
variazione, maggiore è la viscosità. Intuitivamente è facile comprendere
che in un fluido più viscoso gli strati, scorrendo l’uno rispetto all’altro con
maggiore difficoltà, hanno velocità con valori più vicini.

Scorrimento reciproco fra strati adiacenti dello stesso fluido.


Ti concedo che:
Non è necessario considerare le forze viscose per spiegare la portanza, anche se è solo grazie all'azione della frizione fra strati che le streamline assumono l'aspetto che conosciamo, meno curvo nella parte più lontana del flusso e più curvo man mano che ci avviciniamo al profilo.

Il fatto che la viscosità fra straterelli di un flusso, il fuoco, il carnevale di Rio esistano, non ci impone di considerali quando non è necessario o addirittura non c'entrano una mazza.
Purgati quindi, o Dante, dai fumi della colla.

[Manubrio]

Originalmente inviato da sloper_marco

Quale, quello bollato dalla Nasa come "incorrect lift theory"?

guarda che Ehsti voleva solo farti un esempio di come un aumento di velocità di un flusso corrisponde a una diminuzione di pressione.
E magari da li guidarti alla legge di Bernoulli, sulla quale sei scettico per ragioni che non comprendo.

[Manubrio]

Originalmente inviato da sloper_marco

... e la balena si porterebbe dietro una "zona di mare in stasi che la segue ovunque e entrocontiene le feci"

Grazie della spiega.

Sentimpò, secondo te l'equazione/ragionamento per cui:
Forze viscose = forza centripeta = gradiente di velocita' = gradiente di pressione;
Da cui consegu(irebb)e che Forze viscose=gradiente di pressione;
Ergo le Forze viscose tengono su (o almeno equivalgono in valore) i famosi 2/3 del perso dell'aereo, tanto si dice valga la componente di portanza sviluppata dal dorso;

Regge o è una minchiata?

la spiega di Cro sulla viscosità non la hai capita, non si riferisce alla balena e al flusso diritto o curvo, si riferiva ai salti carpiati della condizione di Kutta e alle puntate precedenti della "teoria classica". Ha preso una frase estrapolandola da un discorso specifico e la applichi altrove. Non va bene.

E' vero che senza viscosità i flussi avrebbero una certo imbarazzo a comportarsi come si comportano, il che non obbliga a prenderla in considerazione in tutti i contesti. Tutte le teorie aerodinamiche sono condotte per linee generali nel caso non viscoso con aria incompressibile per poi introdurre tali concetti quando effettivamente servono.
S'informi.

Se non si facesse così si dovrebbe continuamente complicare ogni passo "scientifico" con frasi inutili o equazioni inutili. Ti prego, dai all'aerodinamica quello che è dell'aerodinamica.

Dimentica l'inutile viscositò che ti confonde inutilmente. La si metterà quando serve davvero per circostanziare un fenomeno che non funzionerebbe senza di essa.
Ma quando tutto funziona senza viscosità e senza gli indiani d'america è inutile dimostrare sempre ad ogni passaggio con equazioni e canti che ai fini del discorso sono inutili. Anche senza l'ossigeno il mondo non esisterebbe come lo conosciamo ma mica possiamo nomarlo sempre a proposito del flusso solo perchè c'è ossigeno nell'aria.
Anche Santa Teresa probabilmente ha lati interessanti, ma chissenefrega.

[sloper_marco]

Originalmente inviato da Manubrio

guarda che Ehsti voleva solo farti un esempio di come un aumento di velocità di un flusso corrisponde a una diminuzione di pressione.
E magari da li guidarti alla legge di Bernoulli, sulla quale sei scettico per ragioni che non comprendo.

Della legge di Bernoulli non comprendo perchè, parafrasando, una massa di gente che cammina pigiata l'un l'altra all'inverosimile dentro un corridoio diritto, debba premere sulle pareti del corridoio di meno della stessa massa di gente pigiata l'un l'altra allo stesso modo che invece se ne sta ferma.
Beninteso, sempre che qualcuno non apra la porta in fondo al corridoio e allenti la pressione, nel qual caso grazziarcà che a minor pressione corrisponde minor pressione. In tal caso però non è la velocità che allenta la pressione, ma la (de)pressione stessa che l'allenta.

Se mi spieghi in due parole comprensibili l'arcano per cui in natura, da un punto di vista squisitamente fenomenologico (e quindi possibilmente lasciando perdere formule ed equazioni che mi provocano allergia e mi spiegano ben poco), un flusso in movimento, fermo tutto il resto e quindi a parità di pressione, provoca un calo di pressione, te ne sarei grato.

E al Cucco ti pago la birra. Dico sul serio eh!

[devCad]

Originalmente inviato da sloper_marco

Della legge di Bernoulli non comprendo perchè, parafrasando, una massa di gente che cammina pigiata l'un l'altra all'inverosimile dentro un corridoio diritto, debba premere sulle pareti del corridoio di meno della stessa massa di gente pigiata l'un l'altra allo stesso modo che invece se ne sta ferma.
Beninteso, sempre che qualcuno non apra la porta in fondo al corridoio e allenti la pressione, nel qual caso grazziarcà che a minor pressione corrisponde minor pressione. In tal caso però non è la velocità che allenta la pressione, ma la (de)pressione stessa che l'allenta.

Se mi spieghi in due parole comprensibili l'arcano per cui in natura, da un punto di vista squisitamente fenomenologico (e quindi possibilmente lasciando perdere formule ed equazioni che mi provocano allergia e mi spiegano ben poco), un flusso in movimento, fermo tutto il resto e quindi a parità di pressione, provoca un calo di pressione, te ne sarei grato.

E al Cucco ti pago la birra. Dico sul serio eh!

Se un tir passa veloce ci sono piu' probabilità che il cavalcavia regga.
Non è una risposta seria, e quindi è in linea col resto delle tue obiezioni... prrrrrrrrrrr.

[Manubrio]

Originalmente inviato da sloper_marco

Della legge di Bernoulli non comprendo perchè, parafrasando, una massa di gente che cammina pigiata l'un l'altra all'inverosimile dentro un corridoio diritto, debba premere sulle pareti del corridoio di meno della stessa massa di gente pigiata l'un l'altra allo stesso modo che invece se ne sta ferma.
Beninteso, sempre che qualcuno non apra la porta in fondo al corridoio e allenti la pressione, nel qual caso grazziarcà che a minor pressione corrisponde minor pressione. In tal caso però non è la velocità che allenta la pressione, ma la (de)pressione stessa che l'allenta.

Se mi spieghi in due parole comprensibili l'arcano per cui in natura, da un punto di vista squisitamente fenomenologico (e quindi possibilmente lasciando perdere formule ed equazioni che mi provocano allergia e mi spiegano ben poco), un flusso in movimento, fermo tutto il resto e quindi a parità di pressione, provoca un calo di pressione, te ne sarei grato.

E al Cucco ti pago la birra. Dico sul serio eh!

la massa di gente che preme sulle pareti ha una pressione arteriosa propria che si integra vettorialmente alla normale del flusso. Gastrico secondo Heberart e Sparkinson, polmonare secondo Hansen. Il movimento provoca un consumo di energia che fa calare la pressione.
In caso di gente non premente e in condizioni rilassate la pressione sulle pareti rimane costante (condizione di Gretel).
La legge di Bernoulli applicata su una curva si può spiegare con l'esempio di Valentino Rossi: per ridurre la pressione, accelera in curva.
La condizione di Gretel prevede infatti una riduzione di pressione di moto.