Il gruppo di ricerca si dedica a diversi aspetti dell'analisi fluidodinamica attraverso l'uso di strumenti di Fluidodinamica Computazionale (CFD), sia di sviluppo interno che di tipo commerciale. Questi strumenti sono impiegati per esplorare le caratteristiche di vari campi di moto in diverse applicazioni, principalmente incentrate sull'aerodinamica dei velivoli, ma non limitate a essa. Spesso, l'analisi aerodinamica è seguita da una fase di ottimizzazione mirata a migliorare la configurazione.
Nel seguito, evidenziamo due tematiche attualmente soggette a intensa ricerca. Tuttavia, il gruppo si impegna, attraverso contratti di ricerca o tesi di laurea, anche in altri settori, come l'analisi di flussi interni in tubazioni e valvole, inclusi i cambiamenti di fase, l'analisi di sistemi propulsivi a getto e l'analisi aerodinamica di autoveicoli o dei loro componenti.
- Hypersonic Aerodynamics
La ricerca si concentra sullo sviluppo di metodologie avanzate per l'analisi aerodinamica in regime ipersonico. Questo comprende l'analisi e l'implementazione di modelli termochimici di non equilibrio e modelli di trasporto per miscele reagenti multi-componente, con attenzione anche all'interazione gas/superficie e ai fenomeni di catalicità delle superfici. Esaminiamo la risposta termica dei sistemi di protezione termici, considerando lo scambio termico coniugato fluido/struttura, e studiamo modelli per materiali ablativi e la loro interazione con il campo aerodinamico esterno.
Utilizziamo strumenti CFD, sia sviluppati internamente che integrati in codici commerciali, per l'analisi aerotermodinamica di campi di moto ipersonici su geometrie caratteristiche come capsule per l'ingresso atmosferico, velivoli ipersonici propulsi e missili. Esploriamo l'effetto della produzione della guaina di plasma intorno a un velivolo ipersonico sulla qualità delle telecomunicazioni da e verso l'oggetto e sulla traccia radar del velivolo.
Affrontiamo il problema dell'ottimizzazione di configurazioni aerodinamiche in regime ipersonico e studiamo innovative configurazioni di scudo termico, come i sistemi di protezione termica gonfiabili o estendibili.
Riferimenti: Domenic D'ambrosio
- Analisi ed ottimizzazione aerodinamica di rotori in regime di basso numero di Reynolds tramite CFD
L'attività di ricerca si focalizza sull'analisi e l'ottimizzazione aerodinamica di rotori in condizioni di basso numero di Reynolds e sulla loro interazione con il resto del velivolo. Le applicazioni riguardano elicotteri e multicotteri di piccolissima scala, multicotteri di medie dimensioni in volo ad alta quota, e il volo nell'atmosfera marziana. Le condizioni di volo a basso e ultra-basso numero di Reynolds rappresentano un problema aerodinamico affrontato solo di recente, che si traduce nel progetto di profili alari e forme di rotori diverse da quelle classiche. Le condizioni di volo nell'atmosfera marziana sono ancor più sfidanti, poiché, oltre al basso numero di Reynolds, si aggiungono condizioni di bassa velocità del suono, con conseguente facilità nel raggiungere il regime transonico, e bassa densità, che comportano un notevole sforzo progettuale per ottenere una spinta ragionevole a un costo energetico sopportabile.
Riferimenti: Domenic D'ambrosio e Manuel Carreno