Fenomeni non stazionari in una presa d'aria indotti dallo stallo del compressore: modelli per lo stallo e analisi CFD = Non-stationary phenomena in an air intake induced by compressor stall: stall models and CFD analysis

Il presente elaborato riguarda lo studio numerico mediante tecniche di fluidodinamica computazionale (CFD) dei fenomeni non stazionari (“hammershock ”) che si generano nella presa d'aria di un motore aeronautico in seguito allo stallo del compressore. L’obiettivo consiste nello sviluppo di un nuovo modello matematico per le condizioni al contorno da imporre alla fine della presa per descrivere in maniera più accurata l'effetto dello stallo. Questo tipo di simulazioni ha lo scopo di prevedere la distribuzione di pressione non stazionaria lungo il canale della presa per valutare in maniera accurata i carichi a cui questa è sottoposta. L’elaborato si articola in 7 capitoli presentando una panoramica completa del fenomeno. Si inizia con un’analisi teorica del hammershock fornendo le informazioni riguardanti il meccanismo di formazione dell’urto, i suoi effetti sul velivolo e i principali parametri di influenza. Il capitolo successivo contiene una ricerca bibliografica sui modelli matematici esistenti e sulla metodologia sperimentale utilizzata per lo studio del fenomeno. Il capitolo 4 è dedicato alla descrizione del condotto RAE M-2129, scelto come caso studio, alla sua modellizzazione tramite software CAD e alla realizzazione della mesh di calcolo per le simulazioni. Il capitolo successivo comprende nozioni di base riguardanti il modello matematico utilizzato per descrivere la fisica del problema e fornisce indicazioni sulle modalità di risoluzione delle equazioni di governo scelte per ottenere la soluzione del campo di moto. Il capitolo 6 rappresenta la parte centrale del presente elaborato dove sono contenute tutte le analisi effettuate e le relative osservazioni. In particolare vengono effettuate diverse simulazioni con approcci analoghi a quelli disponibili in letteratura e poi si introduce una condizione al contorno innovativa relativa allo stallo rotante. L’ultimo capitolo è, infine, dedicato alla presentazione delle conclusioni e dei possibili suggerimenti per future ricerche correlate allo studio effettuato.