Simulazioni ad alta fedeltà dei flussi d’aria
L’industria aeronautica manca di fiducia nell’accuratezza della fluidodinamica computazionale (computational fluid dynamics, CFD) vicino ai bordi dell’inviluppo di volo. Gli algoritmi esistenti sono ancora insufficienti a soddisfare le rigorose prescrizioni in relazione alla verifica di massima portanza e stabilità. Anche se è possibile riprodurre con precisione vortici relativamente grandi, il calcolo della turbolenza di basso livello comporta una modellazione che è tutt’altro che ideale, corroborata da costosi test fisici. Tra i due estremi si trova una zona grigia dove è necessario combinare ambo le metodologie di test. Il progetto GO4HYBRID (Grey area mitigation for hybrid RANS-LES methods) mirava a perfezionare tale simulazione LES (large Eddy simulation) ibrida e i metodi di Navier-Stokes mediati da Reynolds (RANS). I ricercatori hanno esplorato diversi approcci per migliorare la loro precisione di previsione e semplicità di utilizzo. Ci si è concentrati sul miglioramento dei metodi RANS-LES ibridi in modo che questi fossero applicabili a geometrie arbitrarie complesse, in contrasto con le tecniche esistenti che assumono uno strato limite canonico o un flusso d’aria uniforme. Durante il ciclo di vita di tre anni del progetto, i ricercatori hanno compiuto un passo avanti decisivo nel campo delle simulazioni CFD complesse. Significativi miglioramenti ai metodi come le simulazioni Eddy indipendenti hanno aperto la porta a una maggiore affidabilità dei calcoli di strutture turbolente a un costo computazionale praticabile. Tali metodi si sono dimostrati adatti per flussi debolmente separati tipici delle condizioni di massima portanza. Tra le sfide affrontate vi era quella di ottimizzare la portanza utilizzando simulazioni di risoluzione di turbolenza ibride basate su un numero molto elevato di parametri. Inoltre i ricercatori hanno sviluppato una nuova strategia per ottimizzare l’attenuazione del rumore emesso negli aerei di linea. Estendendo le funzionalità dei metodi RANS-LES, GO4HYBRID ha aumentato la loro adeguatezza alla tecnologia e la fiducia dell’industria aeronautica nelle loro previsioni. Importante è il fatto che le conoscenze acquisite attraverso la mitigazione del problema della zona grigia contribuiranno a ridurre i cicli di progettazione e time-to-market dei velivoli innovativi.
Parole chiave
Voli di prova, progettazione degli aeromobili, aeronautico, massima portanza, GO4HYBRID, simulazione Eddy
