Modelli e metodi per la simulazione del "bird strike"

Con bird strike si intende l’impatto tra uno o più volatili e una qualche componente di un aereo. Secondo le normative, tutti i velivoli devono rispettare dei requisiti di sicurezza in caso di impatto con uccelli; negli ultimi anni, grazie ai progressi della tecnologia, nello studio del bird strike agli esperimenti si stanno affiancando le simulazioni, molto meno costose. Esistono modelli ad-hoc per studiare un evento di collisione, come la teoria monodimensionale di Wilbeck, ma per avere risultati accurati bisogna risolvere le equazioni governanti il problema (quelle della meccanica dei corpi deformabili), non lineari e risolvibili solo numericamente; prima dev’essere applicato il metodo agli elementi finiti, poi un metodo di integrazione temporale esplicito. Eseguire i calcoli senza l’utilizzo del calcolatore è impossibile e, in questo senso, oggi esistono diversi software per la simulazione, tra i quali il più utilizzato è LS-DYNA. L’utilizzo di questi programmi è però delicato, in particolare il modello del volatile dev’essere accurato; esistono cinque diverse strategie di discretizzazione (l’approccio Lagrangiano, quello Euleriano, quello ALE, quello SPH e l’approccio alle masse modali) e vari modi di modellare sia la geometria sia il materiale del volatile. Il metodo SPH è il più utilizzato, il modello di materiale che meglio rappresenta un volatile è quello dell’acqua (o della gelatina) caratterizzato dal 10% di porosità e una densità di 950 kg/m3 , mentre le geometrie semplificative che permettono di ottenere i migliori risultati sono la forma sferica e quella cilindrica terminante con semi sfere. Inoltre, per essere in grado di eseguire le simulazioni bisogna conoscere bene le funzionalità e le impostazioni del programma che si decide di utilizzare, in quanto i dettagli fanno la differenza, come si può notare dalle simulazioni eseguite nell’elaborato