Metriche di valutazione di strutture vorticose tridimensionali tramite due componenti di velocità e tecniche di ricostruzione della terza componente = Evaluation metrics of tridimensional vortical structures using two velocity components and third component reconstruction techniques

Nel mondo della Formula 1 l’aerodinamica ricopre un ruolo di primaria importanza nello sviluppo delle monoposto, infatti una buona parte delle risorse investite dai team è destinata proprio a quest’area. La regolamentazione della FIA (Federazione Internazionale dell’Automobile) prevede tuttavia delle limitazioni in termini di ore destinate alle prove aerodinamiche, in particolare per quanto riguarda i test svolti in galleria del vento; pertanto si configura l’esigenza da parte dei team di F1 di ottimizzare le risorse destinate a questo tipo di prove. Un aspetto fondamentale del comportamento aerodinamico della vettura è quello della gestione delle strutture vorticose, indispensabili per incrementare le prestazioni del veicolo. Il presente lavoro di tesi, svolto in collaborazione con una prestigiosa scuderia italiana di Formula 1, ha l’obiettivo di caratterizzare le strutture vorticose mediante due componenti di velocità e poterne ricostruire la terza componente. Il fine ultimo è quindi quello di estrarre più informazioni possibili da un’acquisizione dati planare rispetto ad una tridimensionale, che risulta essere indubbiamente più complessa. Dopo una panoramica iniziale sull’argomento dei vortici di scia, che parte da una trattazione teorica e prosegue con l’illustrazione di alcuni esempi di applicazioni ingegneristiche, si giunge allo sviluppo di un modello di prima approssimazione di un vortice del bordo d’attacco. Il modello è composto da dati numerici processati in ambiente Matlab, relativi al campo di velocità a valle di un’ala a delta, ottenuto da simulazioni CFD condotte per mezzo del software STAR-CCM+. Il modello matematico è stato quindi usato per la validazione dei dati sperimentali forniti dal partner della tesi, ottenuti mediante la tecnica Particle Image Velocimetry (PIV).