Analisi aeroelastica di rotori mediante modelli strutturali avanzati. = Aeroelastic analysis of rotors using advanced structural models.

Questo progetto di Tesi di Laurea in Ingegneria Aerospaziale tratta l’analisi aeroelastica di strutture rotanti mediante il metodo numerico CUF (Carrera Unified Formulation), con il supporto del gruppo di ricerca MUL2 del Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale del Politecnico di Torino. Il progetto presenta i risultati di diverse analisi condotte su strutture rotanti, come le vibrazioni libere, la dinamica dei rotori, i diagrammi di Campbell e il flutter, prendendo in esame varie casistiche. Pertanto, lo scopo della Tesi è di studiare il fenomeno del flutter, una forma di instabilità dinamica che può causare il cedimento delle pale o dei dischi, e di confrontare i risultati ottenuti con il codice MUL2 con quelli di altri metodi analitici e numerici. Nei decenni a partire dal secolo scorso, molti modelli numerici sono stati sviluppati per migliorare le prestazioni dell’analisi numerica di strutture complesse. Infatti, i modelli classici, come il modello a trave di Eulero-Bernoulli, hanno mostrato i loro limiti nelle applicazioni industriali che richiedono un numero maggiore di variabili. Il metodo CUF è stato sviluppato per superare questi limiti: esegue teorie strutturali avanzate, poiché le espansioni assegnate incrementano la raffinatezza delle soluzioni. In particolare, il metodo CUF è un metodo numerico basato sugli elementi finiti, che consente di modellare strutture tridimensionali con materiali e geometrie complessi; i modelli in esame sono definite mediante funzioni di espansione adatte, le quali unificano i campi di spostamento. La Tesi utilizza il metodo CUF per modellare le strutture rotanti con un alto grado di accuratezza e flessibilità. A tal proposito, il codice MUL2 implementa il metodo CUF per la discretizzazione spaziale e consente di eseguire analisi statiche, dinamiche e rotoriche delle strutture. La tesi presenta i risultati delle analisi aeroelastiche di diverse configurazioni di strutture rotanti, sia isotrope che in composito, confrontandoli con quelli di altri metodi. La tesi dimostra la validità e l’efficienza del metodo CUF e del codice MUL2 per lo studio della dinamica dei rotori e del flutter.