Studio degli aeromodelli con XFLR5

[akitainu]

Amici di tribu indiane, delle grani pianure, dicono di usare spesso snap flap, specie su blade e famiglia.
Io lo inserisco di fisso.

Vediamo che succede con i tuoi calcoli, magari ne esce qualcosa di interessante.

che dici?

[frank]

Originalmente inviato da akitainu

Amici di tribu indiane, delle grani pianure, dicono di usare spesso snap flap, specie su blade e famiglia.
Io lo inserisco di fisso.

Vediamo che succede con i tuoi calcoli, magari ne esce qualcosa di interessante.

che dici?

Ottima idea, ne parleremo fra un po' quando studieremo l'influenza dei flap.

[frank]

Una volta ottenuti i profili, è ora di calcolare le loro polari XFoil (quindi polari 2D). Dovremo calcolare, per ciascun profilo, una famiglia di polari in modo da coprire un range di numeri di Reynolds significativo. XFLR5 userà queste polari per stimare il contributo viscoso, interpolando tra i Re calcolati: bisogna perciò che la copertura dei diversi Re sia abbastanza fitta da permettere a XFLR5 di lavorare, vedremo più avanti come capire se la copertura è sufficiente e come integrarla.
Benché si possa fare tutto a mano, Re per Re, c'è una comoda opzione per calcolare una famiglia di polari tutte insieme. Selezioniamo dal menù a tendina con i nomi dei profili (nella toolbar) il primo dei profili (RG-15 7.8%, per esempio) e poi dal menù "Polars" scegliamo "Run Batch Analysis". Dalla finestra che si aprirà dovremo selezionare il tipo di polare desiderata (Type 1, corrispondente a velocità e corda fissa e Cl variabile), il range di numeri di Reynolds desiderato (io preferisco usare una lista di Re, vedi figura), e il range di angoli di incidenza desiderato (per esempio, da -3° a +9° con incrementi di 0,25°). Premendo il bottone "Analyze", la routine XFoil del programma si metterà all'opera e calcolerà tutto quanto richiesto. Al termine del lavoro potremo chiudere la finestra, e andare nel menù "View" per selezionare "Polars". Comparirà così la famiglia di polari appena calcolate; si potrà scegliere quale grafico vedere (Cl / Cd, Cl / Alfa, Cm / Alfa, ecc.) scegliendo l'opportuna opzione nel menù "Polars > View".
Il procedimento va ripetuto anche per il profilo NACA 0007 della coda, inizialmente per lo stesso insieme di Re e poi vedremo se integrarlo (a stretta logica ci vorrebbe un range più spostato verso il basso, visto che la coda ha una corda inferiore a quella dell'ala).

[frank]

In alcuni casi gli algoritmi di XFoil prendono delle "cantonate". Una di queste è visibile nella polare del profilo NACA 0007 a Re 150000 (evidenziata dalla linea nera spessa nel grafico). Come si vede ha un andamento poco "educato", dovuto non a problemi del profilo ma a problemi di convergenza dell'algoritmo XFoil: per convincersene basta ricalcolare quella sola polare per un Re molto vicino (per esempio 149000) e la si vedrà tornare "in regola". E' importante rilevare queste anomalie e correggerle o eliminare del tutto le polari "strane" per evitare che i calcoli che seguiranno vengano distorti.

Frank :

Riprendo il filo del discorso. Il profilo principale dell'ala del Blade è una versione modificata del profilo RG 15, assottigliata al 7,8%. Si presume che il profilo cambi verso l'estremità alare, ma non ci sono informazioni certe in merito, e perciò nella mia analisi ho trascurato questo aspetto.

Nella mia sperimentazione del software mi sono reso conto comunque
che un "piccolo" errore nella descrizione del profilo può comportare
una interpretazione non corretta del software che degrada ulteriormente
i risultati,consiglio di prestare molta attenzione e riportare il
profilo o i profili in modo + preciso possibile.

Frank :

Mentre le coordinate di un profilo NACA possono essere calcolate, le coordinate del RG 15 devono essere trovate in qualche modo, per esempio scaricandole dal database di profili dell'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign (http://www.ae.uiuc.edu/m-selig/ads/c...tabase.html#R).
Ottenuto il file "rg15.dat"...

Il modo corretto per creare un file .Dat da importare
sia che si crei con un Cad che si inseriscano a i dati manualmente
o meglio la sintassi con la quale ho ottenuto i risultati migliori
è partire con il primo punto dalla destra
(bordo uscita) parte superiore del profilo e continuando verso
il bordo ingresso che stà a sinistra per arrivare all'ultimo punto
in basso sempre a destra.

Spero che questi interventi "tecnici" siano aprezzati,
se non fosse così vi prego avvertirmi tempestivamente,
agirò di conseguenza non intervenendo in modo da non infastidire
gli eventuali indiani di cremona che han già fat.

[DoC]

La discussione è stata posta in rilievo; prego gentilmente tutti di non inserire commenti inutili ai fini della discussione per non renderla dispersiva; solo questioni tecniche inerenti all'oggetto.

[frank]

Originalmente inviato da jijuja

Nella mia sperimentazione del software mi sono reso conto comunque
che un "piccolo" errore nella descrizione del profilo può comportare
una interpretazione non corretta del software che degrada ulteriormente
i risultati,consiglio di prestare molta attenzione e riportare il
profilo o i profili in modo + preciso possibile.

Vero, ma nel caso del Blade l'indicazione di quale sia il profilo e lo spessore ce la dà per fortuna il costruttore. E' possibile (si dice, ma senza conferme) che il profilo in estremità evolva in qualcosa di diverso dall'RG 15 7.8%, in modo tale da introdurre uno svergolamento aerodinamico e migliorare la distribuzione di portanza. Non avendo dati certi, preferisco non tirare a indovinare: se nel corso dei calcoli vedremo che la distribuzione di portanza all'estremità risulta sfavorevole, meglio: sarà un esercizio utile.

Frank :

Originalmente inviato da jijuja

Il modo corretto per creare un file .Dat da importare
sia che si crei con un Cad che si inseriscano a i dati manualmente
o meglio la sintassi con la quale ho ottenuto i risultati migliori
è partire con il primo punto dalla destra
(bordo uscita) parte superiore del profilo e continuando verso
il bordo ingresso che stà a sinistra per arrivare all'ultimo punto
in basso sempre a destra.

Per fortuna non occorre ricorrere al CAD o all'inserimento manuale nel caso dei due profili del Blade: per l'RG 15 esiste in letteratura il file delle coordinate dal lavoro di Rolf Girsberger, e per i profili NACA 4 cifre è noto l'algoritmo di calcolo.

[frank]

Ora che abbiamo le famiglie di polari 2D dei nostri profili, possiamo iniziare ad avventurarci nel campo della simulazione 3D con il reticolo di vortici. A questo scopo dovremo creare un semplice modello 3D del nostro Blade, riportando in XFLR5 la pianta alare, il diedro trasversale, la coda con la sua pianta e il suo diedro longitudinale. I dati che trovate in figura sono stati da me rilevati sul vero Blade 1.9.
Per entrare nel modulo di XFLR5 che controlla la geometria del modello, bisogna selezionare dal menù "Application" l'opzione "Wing Design". Fatto questo, dal menù "Wing/Plane" scegliamo "Define a Plane" e ci troviamo davanti la finestra che ho riportato in figura. Da questa finestra possiamo assegnare un nome al modello, impostare le incidenze ("tilt") di ala e elevatore, e soprattutto entrare nelle sotto-finestre di definizione della geometria. Queste sottofinestre (vedi figure) chiedono di suddividere le superfici portanti in pannelli trapezoidali, ciascuno con una pannellatura interna definibile a piacere (ma attenzione a non creare troppi pannelli, XFLR5 ha comunque alcune limitazioni: consiglio di usare il bottone "Reset VLM Mesh" per ottenre una pannellatura che XFLR5 considera ragionevole), e per ciascun pannello si definiscono il profilo, le corde interne ed esterne, l'ampiezza lungo l'apertura, la freccia, il diedro e l'eventuale svergolamento. Mentre si inseriscono i dati, XFLR5 calcola subito la superficie e la corda media aerodinamica.
L'ala del Blade ha un diedro di 1,5° per ogni semiala (3° totali), e la coda a V viene modellata come un elevatore con un diedro di 35° (apertura della V di 110°), ovviamente senza deriva. Le mie misure hanno rivelato uno svergolamento geometrico di 0,5° all'estremità dell'alettone e un diedro longitudinale di 0,7° (io nel modello XFLR5 ho immaginato la coda a 0° e ho dato 0,7° di incidenza alla coda, ma visto che XFLR5 non modella la fusoliera si può usare qualunque altro calettamento con 0,7° di incidenza relativa).
Una volta definite ala e coda, e dopo avere controllato che NON sia selezionata l'opzione "Check Panels on Exit" (ha qualche problema con le code a V in questa versione), si dà l'OK alla finestra di definizione della geometria, poi si seleziona "3D" dal menù "View" e si potrà osservare la vista assonometrica del modello. Con i bottoni X, Y e Z nella parte destra della finestra si potrà anche selezionare una delle tre viste ortogonali.

[Chuk92]

non ho capito

[frank]

Originalmente inviato da Chuk92

non ho capito

Qualcosa in particolare?