Studio degli aeromodelli con XFLR5

[frank]

Scusate, oggi non ho "prodotto" nulla a causa di problemi all'impianto idraulico di casa, e domani non produrrò nulla "a causa" del volo in pendio

['ttafàt]

Originalmente inviato da frank

Grazie dei complimenti.
Per quanto riguarda la terminologia, vengo anche io da una "tribù" attenta all'uso della lingua, e per questo motivo prima di scrivere mi sono documentato. Non mi sono permesso di usare il termine "viscido" al posto di "viscoso" (controllate pure...), sono consapevole della differenza; tuttavia "inviscido" è usato in fior di pubblicazioni scientifiche delle Università e Politecnici italiani, quindi non mi sono sentito in colpa nell'usarlo. In futuro userò "non viscoso", anche se l'ossimoro non è la mia figura retorica preferita.
Avviso comunque che userò per i coefficienti aerodinamici la terminologia intenazionale inglese Cl (coefficiente di portanza), Cd (coefficiente di resistenza), Cp (coefficiente di pressione) e Re (numero di Reynolds), e non quella italiana: e prima che nascano sospetti, tengo a precisare che non lo faccio per esterofilia ma per usare la stessa convenzione usata da XFLR5 e non generare confusione in chi legge.

Come nel Bridge,quello che conta è la dichiarazione,poi seguirti non sarà un problema.

['ttafàt]

Originalmente inviato da frank

Scusate, oggi non ho "prodotto" nulla a causa di problemi all'impianto idraulico di casa, e domani non produrrò nulla "a causa" del volo in pendio

I motivi sembrano sufficientemente validi,ma solo per una volta.

[frank]

Originalmente inviato da 'ttafàt

I motivi sembrano sufficientemente validi,ma solo per una volta.

Dai che vado a prepararvi il terreno, vi aspetto per una spedizione indiana al "mio" pendio quando volete!

[fabionet31]

OK

visto che io non so quanto è il CI, il CP il CD
(e il DvD DVD-r dvd+r e CD RW) come faccio? che vaolri imposto?

ad esempio. Posso partire da un'ala tradizionale del pylon con profilo MH24 classico e poi impostare dei valori di CI CD ecc.. e fare tutte le polari con profili e geometrie diverse no?

come riferimento abbiamo solo la velocità presa a Radar in rettilineo.
che sono rispettivamente:

Q500 = 190 Km/h
Q40= 290 Km/h
FAI= 340 Km/h

[frank]

Originalmente inviato da fabionet31

OK

visto che io non so quanto è il CI, il CP il CD
(e il DvD DVD-r dvd+r e CD RW) come faccio? che vaolri imposto?

ad esempio. Posso partire da un'ala tradizionale del pylon con profilo MH24 classico e poi impostare dei valori di CI CD ecc.. e fare tutte le polari con profili e geometrie diverse no?

come riferimento abbiamo solo la velocità presa a Radar in rettilineo.
che sono rispettivamente:

Q500 = 190 Km/h
Q40= 290 Km/h
FAI= 340 Km/h

Io non conosco i problemi del pylon racing, quindi non saprei cosa suggerirti. Nella specialità che seguo io so cosa cercare (i due assetti di minima discesa e di massima efficienza), ma nelle tue tirerei a indovinare. Un suggermento potrebbe essere: prendi in esame la virata al pilone, prova a pensare a quanto vorresti stretta la virata, calcola i G risultanti in base alle velocità che hai detto, e di conseguenza quale portanza dovrebbe generare l'ala. Con una analisi XFLR5 analoga a quella che ho fatto, mettendo non il solo peso ma peso x G della virata, potresti ottenere la distribuzione di Cl dell'ala in queste condizioni, e a questo punto confrontare diversi profili per vedere quello che ti dà meno Cd al Cl voluto.
Magari apri una discussione parallela su questo tema, così in questa proseguiamo con il caso di studio del Blade.

[merengue]

Fabionet, il Cportanza e Cresistenza li dovresti poter calcolare (il prog lo dovrebbe fare) dati profilo e corde note.

[frank]

Mi accorgo che l'ultimo post è stato un po' troppo "condensato"... cercherò di andare meno di corsa, comunque se desiderate ritornare su uno dei punti già visti ditemelo.
Vorrei ora discutere un'altra forma di rappresentazione dei risultati. I grafici fin qui visti sono delle rappresentazioni di uno dei comportamenti del modello nel suo complesso in relazione a una delle variabili di volo (anche se negli esempi ne ho usata una sola, vale a dire la velocità all'aria). Ciascuno dei punti del grafico è un "punto di lavoro" (operating point) del modello, vale a dire una raccolta di dati su portanza, velocità, efficienza, momenti, ecc. calcolati rispetto a un particolare valore della grandezza che abbiamo scelto come variabile indipedente dell'analisi: nel nostro esempio, l'angolo di incidenza. Tuttavia nell'analisi VLM questi dati non sono semplicemente dei "punti", valori scalari per l'intero modello, ma corrispondono a insiemi di dati distribuiti lungo le superfici portanti. XFLR5 ci permette di esaminare nel dettaglio ogni punto di lavoro osservando l'andamento dei parametri aerodinamici nella loro distribuzione sulle superfici portanti.
Lo studio di questo tipo di distribuzione è molto interessante, in un certo senso è un "classico". Se infatti andiamo a vedere il coefficiente di portanza generato da ogni sezione di ala, partendo dalla radice fino alla estremità, potremo capire facilmente quali parti dell'ala generano più portanza, e di conseguenza quali saranno le prime a giungere allo stallo. Per questo tipo di analisi XFLR5 fa ricorso alle caratteristiche viscose del profilo, calcolate dal modulo XFoil. Se dal menù "View" selezioniamo "Operating Point", otterremo un grafico simile a quello che riporto nella figura allegata. Questo grafico mostra una serie di curve che illustrano l'andamento del cofficiente di portanza locale in rapporto alla posizione lungo l'apertura della semiala, per diversi angoli di incidenza; se si preferisce si può tuttavia visualizzare una sola curva, relativa ad un preciso angolo di incidenza, facendo click con il tasto destro nell'area del grafico e selezionando l'opzione "Show Only Current Opp" (mostra solo il punto di lavoro attuale), e infine selezionando l'angolo di incidenza voluto dal menù in alto a sinistra.
Esaminando la famiglia di curve osserviamo che per angoli di incidenza "moderati" (fino a circa 2-3°) la porzione d'ala che genera la maggiore portanza si trova a circa 300mm; tuttavia, all'aumentare dell'angolo di incidenza le estremità alari sono costrette a generare una portanza sempre maggiore, per cui arrivando allo stallo si otterrà il temuto stallo di estremità.
Ma a quale angolo si verifica lo stallo? per capirlo dobbiamo fare un passo indietro, e ripescare il messaggio di errore che avevamo ottenuto al momento di generare la polare. Se andiamo a rivedere il "log" di XFLR5 (menù "Operating Point > View Log File"), e scorriamo il file fino al fondo, troviamo un messaggio di questo tipo:

...Alpha=5.75
Calculating induced angles...
Calculating aerodynamic coefficients...
Calculating wing...
Span pos = -937.49 mm, Re = 23 308, Cl = 0.86 could not be interpolated
Span pos = 937.49 mm, Re = 23 308, Cl = 0.86 could not be interpolated
Calculating elevator...

Questo messaggio ci dice che, all'incidenza di 5,75°, le estremità alari (distanza dalla radice di circa 937 mm) dovrebbero generare un coefficiente di portanza pari a 0,92 a un Re pari a 22669. In base alle polari di profilo che il modulo XFoil aveva generato in precedenza, XFLR5 non ritiene che il nostro RG 15 assottigliato possa generare una portanza simile. In altri termini, XFLR5 prevede che a questa incidenza cominci lo stallo. Non è sempre detto che XFLR5 abbia ragione (in questo caso particolare, se andiamo ad analizzare la famiglia di polari del profilo ci si accorge infatti che tra le polari a Re 20000 e Re 30000 c'è un divario troppo ampio per poter essere colmato bene dall'interpolazione di XFLR5), ma è comunque un indizio.
Incidentalmente vale la pena di osservare che, a dispetto di quanto XFLR5 dica, il Blade "vero" non mostra una particolare tendenza allo stallo di estremità (o, almeno, a me non lo ha mai fatto): questo può far sospettare che, come avevo forse detto all'inizio, il profilo di estremità evolva dall'RG 15 7,8% in qualche altro profilo, in grado di generare più portanza a bassi Re.

Nota bene: nel caso che XFLR5 non mostrasse subito un grafico simile a quello di figura, si può provare a fare queste operazioni:
1. fare click con il tasto destro nell'area del grafico, selezionare "Graph > Variables" e quindi "Local Lift Coeff."
2. fare click con il tasto destro nell'area del grafico e selezionare "Show All Operating Points"

[MikyFly]

Dico forse una cretinata, ma per minimizzare la resistenza indotta la distribuzione migliore della portanza non dovrebbe essere ellittica nel senso dell'apertura alare??

Ciao e grazie

[frank]

Originalmente inviato da MikyFly

Dico forse una cretinata, ma per minimizzare la resistenza indotta la distribuzione migliore della portanza non dovrebbe essere ellittica nel senso dell'apertura alare??

Ciao e grazie

A dover essere ellittica non è la distribuzione della portanza, ma la distribuzione della portanza specifica, cioè portanza / corda. XFLR5 ti permette di visualizzare anche questo, se lo desideri: click con il tasto destro, poi scegli "Graph > Variables" e da qui "Local Lift C. Cl/M.A.C."... vedrai che le distribuzioni sono molto simili ad ellissi.