Ottimizzazione aerodinamica di un velivolo mediante CAD parametrico e Mesh Morphing

Il campo della simulazione svolge un ruolo sempre più centrale nella fase di progettazione industriale, consentendo di ridurre i tempi di sviluppo e i costi per i prototipi. In particolare, in questo elaborato si è studiata l'interazione tra strumenti di analisi fluidodinamica computazionale, mesh morphing e CAD (Computer-Aided Design) parametrico al fine di effettuare un'ottimizzazione aerodinamica di un velivolo. La collaborazione con l'azienda RBF-Morph ha reso possibile l'analisi parametrica di un condotto di test e del successivo velivolo in modo da valutare al meglio la forma ottimale per migliorare le prestazioni. La riduzione della caduta di pressione interna e l’aumento dell’efficienza aerodinamica sono stati i due principali obbiettivi, rispettivamente, per l’ottimizzazione del condotto e dell’aereo di linea. I modelli CAD sono stati creati utilizzando CadQuery, una libreria di Python, ed il software Engineering Sketch Pad (ESP). Si è fatto uso di Ansys Fluent come software CFD e di RBF Morph per eseguire le operazioni di mesh morphing. Infine, sono stati creati codici in linguaggio Python per automatizzare le procedure. Una volta ottenuta la geometria più efficiente tramite la metodologia delle superfici di risposta, tale configurazione è stata verificata con un’ulteriore analisi CFD. I risultati ottenuti sono stati conformi e ragionevoli dal punto di vista fisico. La velocità e la possibilità di automatizzazione del processo sono i punti fondamentali delle tecnologie software utilizzate. Considerando, infine, licenze software complete e capacità di calcolo superiori, l’ottimizzazione di forma può essere effettuata in tempi davvero rapidi.