Analisi CFD per determinare i coefficienti aerodinamici Cd e Cl di un profilo alare NACA 4415

Questa tesi vuole porre l'attenzione sull'importanza delle analisi CFD nel campo industriale, più nello specifico durante le fasi di progettazione e sviluppo, proponendo una simulazione in ANSYS su un profilo alare NACA 4415. Questo tipo di analisi è nato grazie all'intersezione della meccanica dei fluidi con i metodi numerici e il loro sviluppo è parallelo alla sempre crescente potenza computazionale disponibile all'utente. Durante questi ultimi anni potenti strumenti teorici sono stati trasformati in strumenti ingegneristici pratici utilizzabili dalle aziende, al giorno d'oggi questi permettono di trovare soluzioni a problemi complessi che riguardano il comportamento dei fluidi che altrimenti sarebbe impossibile risolvere analiticamente, rivoluzionando i processi di design e la ricerca scientifica in numerosi ambiti. Il caso esaminato nella presente tesi si concentra sull'ottenimento dei principali coefficienti aerodinamici CL e CD. Nel primo capitolo si fa un'introduzione per quanto riguarda l'applicazione nelle industrie della CFD e si dà una breve descrizione di proprietà fondamentali dei fluidi. Successivamente si passa alla rappresentazione delle equazioni del moto e come esse vengono implementate all'interno del solver. Infine si procede alla descrizione del workflow specifico adottato all'interno del programma ANSYS Fluent, utilizzato per la costruzione del caso. Attraverso il Geometry Modeler viene sviluppato il profilo alare tramite una funzione e attorno ad esso è costruito il dominio fluido. Fatto ciò viene discretizzato tale dominio con il processo di creazione di una mesh strutturata, senza però eseguire processi successivi di refinement. All'interno del setup del solver vengono impostate le condizioni al contorno e le operating conditions e, tramite impostazioni di default per quanto riguarda metodi di calcolo e coefficienti di rilassamento, vengono eseguite 353 iterazioni, che portano effettivamente a convergenza dei risultati, verificata tramite diversi parametri. All'interno di quello che viene chiamato post-processing per quanto riguarda un'analisi CFD vi è poi la visualizzazione dei risultati e il controllo della loro attendibilità attraverso il confronto con i dati sperimentali.