Attuatori a fluido per il controllo attivo di flussi aerodinamici

Questo lavoro ha come obiettivo il controllo attivo di flussi aerodinamici mediante l’impiego di attuatori a getto sintetico (SJA – Synthetic Jet Actuators), per possibili applicazioni in campo aeronautico. In particolare, é stato caratterizzato il campo di moto in prossimità di un profilo alare NACA 0015 in condizioni di stallo aerodinamico, con l’obiettivo di analizzare le prestazioni aerodinamiche in presenza di un attuatore a getto sintetico allocato al 12% della lunghezza della corda a partire dal bordo di attacco. Lo studio, dapprima nel caso non controllato, è stato condotto per angoli di attacco compresi fra 12° e 22° a numero di Reynolds pari a Re =8.96 x 105. È stata inoltre effettuata un’analisi di sensibilità dei parametri dell’attuatore (angolo di inclinazione del getto rispetto alla parete del profilo, frequenza ed ampiezza del segnale di attuazione) in corrispondenza di un angolo di attacco pari a 16° (condizione di post-stallo), con l’intento di aumentare il coefficiente di portanza e di ritardare il distacco della vena fluida. Nella scelta dei valori ottimali si è tenuto conto non solo della configurazione con la migliore prestazione aerodinamica, ma anche del fatto che, al fine di poter applicare tale tecnica su un sistema aeronautico, ci sono ulteriori considerazioni da tener farsi. Relativamente all’ampiezza del getto, un picco troppo elevato nel profilo di velocità del getto, deve poter essere compatibile con il peso e le dimensioni dell’attuatore, e la sua realizzazione. Analogamente frequenze di attuazione troppo elevate possono comportare un aumento della potenza richiesta dal dispositivo, senza un aumento eccessivo delle prestazioni aerodinamiche del getto sintetico. Si ottiene, in questo modo, una configurazione ottimale del dispositivo con un aumento significativo della portanza massima (+38% rispetto al caso non controllato) e un ritardo del verificarsi del fenomeno di stallo.