Origine del Gradiente avverso di pressione in un flusso esterno (profilo alare)
Salve!
Ho un dubbio relativo alla motivazione per la quale nasce un gradiente avverso di pressione (ovvero gradiente positivo) in un flusso esterno, considerando ad esempio un profilo alare.
In particolare mi è stato detto che, Una volta arrivati al massimo spessore del profilo alare dove si ha il minimo valore di pressione, il gradiente di pressione inverte il segno (e da negativo diviene positivo).
Ciò che vorrei capire è il perché avviene ciò.
Quello che ho pensato io è che, siccome nel punto di massimo spessore si ha che il campo di moto (le linee di flusso) ha massima curvatura, la pressione in direzione normale al profilo ha massima variazione (Per Eulero in direzione normale). In particolare essa aumenterà andando Dal profilo al flusso indisturbato che si trova in direzione normale al profilo e quindi in tale punto (sul profilo) avrò pressione minima. Poiché poi proseguendo verso la direzione del flusso si arriverà nuovamente a un punto di flusso indisturbato, la pressione dovrà crescere dal valore minimo al valore indisturbato e da qua il gradiente avverso di pressione nella regione che “segue” il massimo spessore del profilo.
vi pare corretto? Se è errato, mi potreste aiutare a capire da cosa deriva questo gradiente avverso?
tuttavia mi è stato detto anche che, considerando un corpo non aerodinamico come una sfera, dopo lo spessore massimo si hanno linee di flusso divergenti e quindi la velocità diminuisce (questo per la equazione di continuità, credo). Da bernoulli segue che la pressione aumenta.
Ora, seppur mi torna il ragionamento dietro questa ultima osservazione, non capisco come mai in partenza si dice che le linee di flusso divergono dato che ciò non accade in un profilo alare. e anzi il fatto che nel profilo alare avvenga l’opposto (cioè le Linee di flusso convergono dopo lo spessore massimo) mi fa cadere nel paradosso di dire che allora la pressione dovrebbe diminuire...
Qualcuno di più esperto che mi dà un aiutino?
EDIT>
Forse per semplificare la richiesta (spero): vorrei capire da quale ragionamento (e da quali leggi) ricavo la distribuzione di pressione attorno a un profilo alare. Che considerazioni vengono fatte?
Perché non capisco se è un “dato” da esperimento oppure ricavabile anche solo per via teorica (escludendo la risoluzione di Navier Stokes)
Ho un dubbio relativo alla motivazione per la quale nasce un gradiente avverso di pressione (ovvero gradiente positivo) in un flusso esterno, considerando ad esempio un profilo alare.
In particolare mi è stato detto che, Una volta arrivati al massimo spessore del profilo alare dove si ha il minimo valore di pressione, il gradiente di pressione inverte il segno (e da negativo diviene positivo).
Ciò che vorrei capire è il perché avviene ciò.
Quello che ho pensato io è che, siccome nel punto di massimo spessore si ha che il campo di moto (le linee di flusso) ha massima curvatura, la pressione in direzione normale al profilo ha massima variazione (Per Eulero in direzione normale). In particolare essa aumenterà andando Dal profilo al flusso indisturbato che si trova in direzione normale al profilo e quindi in tale punto (sul profilo) avrò pressione minima. Poiché poi proseguendo verso la direzione del flusso si arriverà nuovamente a un punto di flusso indisturbato, la pressione dovrà crescere dal valore minimo al valore indisturbato e da qua il gradiente avverso di pressione nella regione che “segue” il massimo spessore del profilo.
vi pare corretto? Se è errato, mi potreste aiutare a capire da cosa deriva questo gradiente avverso?
tuttavia mi è stato detto anche che, considerando un corpo non aerodinamico come una sfera, dopo lo spessore massimo si hanno linee di flusso divergenti e quindi la velocità diminuisce (questo per la equazione di continuità, credo). Da bernoulli segue che la pressione aumenta.
Ora, seppur mi torna il ragionamento dietro questa ultima osservazione, non capisco come mai in partenza si dice che le linee di flusso divergono dato che ciò non accade in un profilo alare. e anzi il fatto che nel profilo alare avvenga l’opposto (cioè le Linee di flusso convergono dopo lo spessore massimo) mi fa cadere nel paradosso di dire che allora la pressione dovrebbe diminuire...
Qualcuno di più esperto che mi dà un aiutino?
EDIT>
Forse per semplificare la richiesta (spero): vorrei capire da quale ragionamento (e da quali leggi) ricavo la distribuzione di pressione attorno a un profilo alare. Che considerazioni vengono fatte?
Perché non capisco se è un “dato” da esperimento oppure ricavabile anche solo per via teorica (escludendo la risoluzione di Navier Stokes)
Risposte
Grazie, sì in parte è collegato a quello che non torna a me.
Mi torna che se ho un corpo tale per cui all’esterno la distruzione di pressione è tale che aumenti nella direzione del moto Allora si può incorrere nella separazione Dello strato limite su quel corpo. Solo che appunto in questo caso il gradiente avverso è creato “dall’esterno” (ad esempio con un diffusore anziché con un convergente).
Il mio problema riguardava piuttosto come fa il profilo alare a “auto generare” un gradiente avverso di pressione dopo il suo spessore massimo... voglio dire la pressione crescente non è imposta da un qualche sistema esterno ma è lui stesso che genera la distribuzione di pressione attorno a sé. E io mi domando: da quali equazioni (e come) ricavo questo andamento?
Mi torna che se ho un corpo tale per cui all’esterno la distruzione di pressione è tale che aumenti nella direzione del moto Allora si può incorrere nella separazione Dello strato limite su quel corpo. Solo che appunto in questo caso il gradiente avverso è creato “dall’esterno” (ad esempio con un diffusore anziché con un convergente).
Il mio problema riguardava piuttosto come fa il profilo alare a “auto generare” un gradiente avverso di pressione dopo il suo spessore massimo... voglio dire la pressione crescente non è imposta da un qualche sistema esterno ma è lui stesso che genera la distribuzione di pressione attorno a sé. E io mi domando: da quali equazioni (e come) ricavo questo andamento?
Ad esempio mi viene detto che:
“ A causa della forma convergente sul retro di un qualsiasi oggetto, le linee di corrente divergono, quindi la velocità diminuirà e la pressione aumenterà in senso del moto”
Ma perché le linee dovrebbero divergere ? Quale il motivo fisico? Perché ad esempio se penso a un profilo alare mica divergono...
“ A causa della forma convergente sul retro di un qualsiasi oggetto, le linee di corrente divergono, quindi la velocità diminuirà e la pressione aumenterà in senso del moto”
Ma perché le linee dovrebbero divergere ? Quale il motivo fisico? Perché ad esempio se penso a un profilo alare mica divergono...
Devi pensare che un fluido per sua natura tende il più possibile a restare attaccato al corpo lungo cui scorre, quindi lungo un profilo alare nella parte superiore del profilo le linee di corrente tendono prima a convergere, pertanto il flusso accelera e la pressione diminuisce, e poi a divergere (nell'estradosso), pertanto il flusso rallenta e la pressione aumenta nel senso del moto.
Questo se il fluido riesce a seguire profilo, se si aumenta troppo la curvatura, o l'angolo di attacco, il fluido all'estradosso non riesce a rimanere aderente e si formano vortici in prossimità del profilo.
Questo se il fluido riesce a seguire profilo, se si aumenta troppo la curvatura, o l'angolo di attacco, il fluido all'estradosso non riesce a rimanere aderente e si formano vortici in prossimità del profilo.
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