Le tematiche affrontate durante il corso richiedono
una buona conoscenza degli argomenti trattati nei corsi
di: Fisica Tecnica, Fluidodinamica e Macchine a Fluido.
Il corso è strutturato secondo due unità distinte.
Nella prima delle quali lo studente ha la possibilità di approfondire le tematiche
relative ai motori a combustione interna, mentre nella seconda sono trattati,
in modo dettagliato, aspetti legati all'aerodinamica degli autoveicoli.
Motori a Combustione Interna: Cicli Termodinamici, sostituzione della carica
nei motori a due e quattro tempi, sistemi a fasatura variabile, effetti dinamici,
sovralimentazione, carburatore-apparati di iniezione nei motori ad accensione
comandata, alimentazione e combustione nel motore Diesel, emissioni, sistemi
ibridi (cenni).
Aerodinamica del veicolo:
terminologia; l'importanza della resistenza aerodinamica (prestazioni e consumi); breve rassegna storica; fenomeni fluidodinamici legati all'aerodinamica del veicolo; nozioni di base della meccanica dei fluidi; visualizzazione del flusso; prove su strada; classificazione delle gallerie del vento; bloccaggio e correzioni; simulazione del movimento del suolo in una galleria del vento automobilistica; simulazione al computer – la Computational Fluid Dynamics (CFD) ed il ruolo della modellistica della turbolenza; rassegna dei principali modelli (RANS, LES, ibrido RANS-LES); metodi risolutivi – il metodo dei volumi finiti; auto ad alte prestazioni; spoiler anteriore, airdam, splitter; spoiler posteriore; ali (concetti di base, ali a multielemento, end-plates, installazione); effetto suolo (aerodinamica del sottoscocca); esempi ed applicazioni CFD.
Il corso prevede sia lezioni che esercitazioni; gli
strumenti di calcolo-simulazione necessari per le diverse
attività saranno messi a disposizione dal docente.
L'esame consta di due prove orali, una per la parte di motori a combustione interna ed una per la parte di aerodinamica del veicolo. Le prove orali sono composte da esercizi e domande, relative alla parte teorica, su tutto il programma del corso.
In order to understand completely the topics related to the course,
a good background in terms of: Fluid-dynamics, Technical Termodynamics
and Flow Machinery is requested.
The course of teaching is structured in two different units. In the first one the student has the possibility
to improve his knowledge about internal combustion engines. In the second part, topics related to vehicle
aerodynamics are analyzed in detail.
Internal Combustion Engines: Thermodynamic Cycles, mixture replacement for two
and four stroke engines, variable phase systems, ram effect, turbocharging,
carburator-injection systems for Otto engines, fuel supply and combustion for
Diesel engines, emissions, hybrid power units.
Vehicle Aerodynamics:
terminology; the importance of drag (performance and fuel consumption); brief historical review; flow phenomena related to vehicles aerodynamics; basics of fluid mechanics; flow visualization; road testing; wind-tunnel classification; wind-tunnel blockage corrections; simulation of the moving ground in wind tunnels; computer simulation – the Computational Fluid Dynamics (CFD) and the role of turbulence modelling; flow models review (RANS, LES, hybrid RANS-LES); solution methods – the finite volume method;
high-performance cars: aerodynamics and performance; front spoilers, airdams, splitters; rear spoilers; wings (basics, multi-elements, end-plates, installation); ground effect (underbody aerodynamics); examples and CFD applications.
The teaching activities are composed by lessons and
tutorials; all the resources needed for different
activities during the course are provided by the teacher.
The final examination is composed by two oral tests, one for the internal combustion engines part and the other for the vehicle aerodynamics part.
The oral tests are based on applications and questions on all course aspects.