Caratterizzazione numerica di eliche intubate per applicazioni di mobilità aerea urbana = Numerical characterization of Ducted Fans for Urban Air Mobility Applications

La presente tesi ha come obiettivo la caratterizzazione, mediante simulazioni numeriche CFD, di diverse eliche intubate destinate all'utilizzo per un velivolo per la mobilità aerea avanzata, sviluppato dallo SpinOff del Politecnico di Torino SUPAIR. Le simulazioni numeriche sono state effettuate con risorse computazionali fornite dallo SpinOff. Utilizzando il software STAR-CCM+, è stato implementato uno studio stazionario, basato sul metodo Multiple Reference Frame, impiegando i modelli di turbolenza k-omega SST e Spalart-Allmaras. La tesi è nata inizialmente con l'obiettivo di analizzare l'effetto della presenza di uno sportello laterale in prossimità del rotore. Sebbene le simulazioni abbiano evidenziato una leggera riduzione della spinta all’aumentare della sporgenza del pannello, non è stato osservato un impatto significativo sulle prestazioni del propulsore. Mediante il confronto con delle prove di volo effettuate sul velivolo completo, si è dedotto che una possibile motivazione possa essere addotta all'utilizzo di un modello stazionario per le simulazioni. A completamento dell’attività principale, sono state svolte ulteriori simulazioni finalizzate a una più ampia caratterizzazione delle geometrie considerate. A monte dello studio sull'effetto del pannello è stata condotta un'analisi di sensitività alla mesh, volta all'ottimizzazione del costo computazionale delle simulazioni. Sono state inoltre svolte valutazioni preliminari sull'effetto suolo e sull'inserimento di uno statore a valle del rotore analizzato, evidenziando un miglioramento della spinta generata dal propulsore.