La portanza

[N/A]

TestaCuore ha scritto:
la risposta è una: differenza di forma tra i due lati!
nell'intradosso l'aria decelera per via dell'accumularsi delle particelle a causa della forma concava.
Viceversa sul lato esterno; se l'aria che scorre sulla parte esterna non accelerasse, si creerebbe un vuoto (il chè è contro natura). L'aria viene così risucchiata per colmare questo vuoto.

Nello spiegare perché sul lato esterno le particelle sono costrette ad accelerare per colmare un vuoto innaturale, si è scoperto che esiste questa fantomatica, oggi invece sempre più realistica, . spiegherebbe in maniera diversa tanti altri fattori in maniera diversa, a partire dal come, posizionandosi sottovento ad una barca in maniera opportuna, si riesce a rallentare e noi ad accelerare.

[deke]

L’equazione di Bernoulli viene spesso usata per spiegare la generazione di portanza, in quanto si presta a essere compresa da chi mastica poco o niente di matematica avanzata (la fluidodinamica in linea di massima è a base di equazioni alle derivate parziali).

L’equazione di Bernoulli (che storicamente si conosceva anche prima della nascita di Bernoulli stesso) è una forma estremamente semplificata delle equazioni di Eulero (che sono a loro volta una semplificazione delle equazioni di Navier-Stookes in cui non si considerano gli effetti viscosi). L’equazione di Bernoulli si limita a considerare la conservazione della quantità di moto lungo una linea di flusso ma trascura numerosi effetti (è il prezzo da pagare per avere un’equazione semplice).

Tutte queste equazioni sono state ricavate a livello teorico nel ‘700 e sono quindi difficili da far comprendere a livello divulgativo, la “teoria del cammino più lungo” (quella già illustrata da einstein) è la più usata per far capire come fanno a volare gli aerei, ma come già detto questo modello fa acqua da tutte le parti, però ha il pregio di essere di facilissima comprensione.

Ci sono anche altri modelli per spiegare questo fenomeno, uno è quello della circolazione che sebbene a livello matematico funzioni abbastanza bene, a livello logico porta a situazioni che sfiorano il paradossale.

Due parole su altri due nomi emersi:
-Effetto Coanda: dando un occhio alla formula ci si rende immediatamente conto che nel caso dell’aria intorno a una vela a livello quantitativo sono briciole
-Teorema di Kutta: è una formula astratta che fornisce una stima della portanza, ma allo stesso tempo fa forti semplificazioni, in quanto trascura la resistenza, l’attrito, la viscosità e lo strato limite. E francamente non so cosa abbia capito ZK della portanza guardando quella formula…

[ZK]

la fluidodinamica e' rappresentata con modelli matematici, i modelli matematici Piccoletto quando le condizioni al contorno sono rispettate.. e non lo sono mai.
le basi della teoria della circolazione sono del 1600 (eulero, 'equazione di continuita' la circolazione sta nell elemento definito 'momento')
il kutta ha definito un elemento fondamentale per riuscire a risolvere l' equazione, non ha scoperto nel 1900 che esisteva la circolazione, ha solo trovato la condizione per risolvere un equazione irrisolta da 3 secoli.
risolvere vuol dire poterci mettere i numeri.. pure lui non e' stato sto .:
le equazioni di eulero - bernoulli - newton sono sempre valide, il modo di semplificare i concetti quasi sempre sbagliato. figuriamoci, col concetto della percorrenza una vela che non ha spessore non potrebbe generare portanza..

sta storia del venturi sulle .' tutta italiana, sara mica colpa del guglielmi?

[deke]

ZK ha scritto:
la fluidodinamica e' rappresentata con modelli matematici, i modelli matematici Piccoletto quando le condizioni al contorno sono rispettate.. e non lo sono mai.
le basi della teoria della circolazione sono del 1600 (eulero, 'equazione di continuita' la circolazione sta nell elemento definito 'momento')
il kutta ha definito un elemento fondamentale per riuscire a risolvere l' equazione, non ha scoperto nel 1900 che esisteva la circolazione, ha solo trovato la condizione per risolvere un equazione irrisolta da 3 secoli.
risolvere vuol dire poterci mettere i numeri.. pure lui non e' stato sto .:
le equazioni di eulero - bernoulli - newton sono sempre valide, il modo di semplificare i concetti quasi sempre sbagliato. figuriamoci, col concetto della percorrenza una vela che non ha spessore non potrebbe generare portanza..

sta storia del venturi sulle .' tutta italiana, sara mica colpa del guglielmi?

La parte in rosso non ha senso: con ciroclazione in fluidodinamica si intende la circuitazione (ovvero l'integrale di linea di una forza lungo una linea chiusa), il momento non c'entra nulla.

Poi dici che Kutta ha risolto l'equazione (a parte che non ho capito quale), ma non è assolutamente vero.
Innanzi tutto il teorema di Kutta vale in un campo potenziale, quindi ancora più lontano dalla realtà (le altre leggi valgono nella meccanica dei continui, che non è la realtà ma almeno la imita).
Poi ha fatto delle semplificazione della madonna e ha introdotto una grandezza (la circolazione) che non è esattamente vicina alla realtà! (ci sarà un motivo se in 200 anni a nessun'altro è venuto in mente di tirare in ballo la circolazione....)

Il teorema di Kutta ha il pregio aver reso la portanza immediatamente calcolabile in condizioni ideali e con geometrie semplici (tipo intorno a un cilindro) senza dover ricorrere a equazioni differenziali o algoritmi di approssimazione. Però le ipotesi di idealità che fa sono molto forti.

PS
Il teorema di Kutta mi pare valga solo in due dimensioni, ma di questo non sono certo.

[einstein]

Ritornando a bomba, a parte la teoria della circolazione, esiste un'altra spiegazione per cui il flusso viene accelerato sopra l'ala?

[deke]

einstein ha scritto:
Ritornando a bomba, a parte la teoria della circolazione, esiste un'altra spiegazione per cui il flusso viene accelerato sopra l'ala?

Anche io ho sempre sentito solo quello e a dirla tutta non mi ha mai convinto...
Magari facendo qualche considerazione sull'effetto Venturi in vari punti della vela si riesce ad arrivare alla stessa conclusione ma non ne sono sicuro.

[mckewoy]

ZK ha scritto:

sta storia del venturi sulle .' tutta italiana, sara mica colpa del guglielmi?

probabile che sbagli ma ricordo che era Giorgio Falk che teorizzava l'effetto venturi tra le vele e che pertanto le barche andassero a reazione.

scherzavo chiaramente quando parlavo di venturi qualche post fa ma una cosa simile è plausibile se guardiamo la forma profilo alare ed il 'fumetto' arancione.

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è come quando sugli sci arrivi ad un dosso e devi ammortizzare ( compressione prima e decompressione dopo ) per non perdere aderenza e cioè velocità e direzionalità.

questo su un profilo alare rigido. se fai la stessa cosa con una vela questa punge e la barca perde portanza.

[deke]

L'effetto Venturi in questo contesto è corretto usarlo.
All'estero non viene tirato in ballo per altri motivi: noi parliamo di effeto Venturi per solo patriottismo!
Venturi si limitò a studiare sperimentalmente l'equazione di Bernoulli (che in realtà non è di Bernoulli e la sapeva già Eulero, nato 40 anni prima di Venturi).

L'apporto di Venturi non fu poi così determinante... ma Bernoulli era Olandese, Eulero svizzero e Venturi italiano!!!

Molti teoremi o leggi in Italia portano nomi di persone italiane il cui contributo non è poi stato così determinante.

[ZK]

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venturi

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bernoulli

la differenza sta nel prendere o meno in considerazione la quota e soprattutto la direzione della velocita.
venturi vale solo per le condotte o per gli effetti ad esse riportabili.
entrambi in soldoni dicono che se le velocita sono diverse lo saranno anche le pressioni.
cosa generi al di fuori di una condotta con due diverse sezioni le diverse velocita non lo dicono e nemmeno danno indicazioni di nessun tipo su quelli che potrebbero essere i motivi delle velocita.

ho googolato un po :eulero e' nato nel 1707 D. Bernoulli 7 anni prima, nel 1700 venturi nel 1746

[danielef]

einstein ha scritto:
Ritornando a bomba, a parte la teoria della circolazione, esiste un'altra spiegazione per cui il flusso viene accelerato sopra l'ala?

Mi pareva di aver dato un suggerimento, se non altro intuitivo. Se per la conservazione della massa tutto quello che si trovava prima dell'arrivo dell'ala deve ritrovarsi dopo il passaggio dell'ala anche se magari rimescolato, quello che prende la strada più lunga da qualche parte deve necessariamente correre un po' di più...

Ne approfitto per un briciolo di polemica che non riesco a trattenere: la fisica sicuramente non è una leggenda metropolitana ma, a leggere qui, sembra decisamente un'opinione. Ho il vago sospetto che in realtà non dovrebbe essere neppure questo!


Daniele

[Gundam]

danielef ha scritto:

einstein ha scritto:
Ritornando a bomba, a parte la teoria della circolazione, esiste un'altra spiegazione per cui il flusso viene accelerato sopra l'ala?

Mi pareva di aver dato un suggerimento, se non altro intuitivo. Se per la conservazione della massa tutto quello che si trovava prima dell'arrivo dell'ala deve ritrovarsi dopo il passaggio dell'ala anche se magari rimescolato, quello che prende la strada più lunga da qualche parte deve necessariamente correre un po' di più...

Ne approfitto per un briciolo di polemica che non riesco a trattenere: la fisica sicuramente non è una leggenda metropolitana ma, a leggere qui, sembra decisamente un'opinione. Ho il vago sospetto che in realtà non dovrebbe essere neppure questo!


Daniele

Concordo pienamente con quanto hai scritto.

Per quanto riguarda il tema posto da einstein, ripropongo la richiesta di un link o quant'altro per approfondire meglio il tema prima di avventurarsi in qualsiasi valutazione.

[rob]

danielef ha scritto:

Ne approfitto per un briciolo di polemica che non riesco a trattenere: la fisica sicuramente non è una leggenda metropolitana ma, a leggere qui, sembra decisamente un'opinione.

Daniele,

sshhh per carità, aspetta aspetta che il meglio deve ancora arrivare Nonostante il povero Kutta sia morto nel 1944, una volta c'è stata persino un gran lezione sul forum: 'non avete capito niente io si' che so come funziona, me l'ha spiegato il Kutta che è venuto a cena da me la settimana scorsa'


Sciarrelli un altro che poveretto non lo lasciano più tranquillo, c'è chi ha continuato a vederlo e parlar con lui anche vari anni dopo la scomparsa

[Klaus]

rob ha scritto:

danielef ha scritto:

Ne approfitto per un briciolo di polemica che non riesco a trattenere: la fisica sicuramente non è una leggenda metropolitana ma, a leggere qui, sembra decisamente un'opinione.

Daniele,

sshhh per carità, aspetta aspetta che il meglio deve ancora arrivare Nonostante il povero Kutta sia morto nel 1944, una volta c'è stata persino un gran lezione sul forum: 'non avete capito niente io si' che so come funziona, me l'ha spiegato il Kutta che è venuto a cena da me la settimana scorsa'


Sciarrelli un altro che poveretto non lo lasciano più tranquillo, c'è chi ha continuato a vederlo e parlar con lui anche vari anni dopo la scomparsa

Rob, mi stupisco, con un tavolino a tre zampe ed un buon medium SI PUO' FARE !
Dici di no?!

[deke]

danielef ha scritto:

einstein ha scritto:
Ritornando a bomba, a parte la teoria della circolazione, esiste un'altra spiegazione per cui il flusso viene accelerato sopra l'ala?

Mi pareva di aver dato un suggerimento, se non altro intuitivo. Se per la conservazione della massa tutto quello che si trovava prima dell'arrivo dell'ala deve ritrovarsi dopo il passaggio dell'ala anche se magari rimescolato, quello che prende la strada più lunga da qualche parte deve necessariamente correre un po' di più...

Ne approfitto per un briciolo di polemica che non riesco a trattenere: la fisica sicuramente non è una leggenda metropolitana ma, a leggere qui, sembra decisamente un'opinione. Ho il vago sospetto che in realtà non dovrebbe essere neppure questo!


Daniele

Se è per questo anche il nesso tra legge della conservazione della massa e flusso intorno a una vela mi sembra parecchio fantasioso....

E comunque einstein nel terzo post scrive che evidenze sperimentali dicono che l'ipotesi del ricongiungimento dei due flussi non ha fondamento.

[einstein]

danielef ha scritto:


Le leggi che Piccoletto i fluidi allora diventano le leggi di base della fisica: conservazione della massa, conservazione della quantità di moto e conservazione dell'energia (anche solo potenziale e cinetica se non ci avventuriamo nella termodinamica e nell'attrito!). Nulla di più. Tenete presente, per esempio, che la pressione non è altro che la conseguenza degli urti isotropici di questa infinità di palline e la cosiddetta portanza a livello microscopico è data dal fatto che gli urti con l'ala asimmetrica in movimento fanno sì che le molecole vengano deviate e in media acquistino quantità di moto verso il basso; per conservazione della quantità di moto l'ala a sua volta deve acquisire quantità di moto verso l'alto.

Scusa se non ho letto attentamente prima.
Allora si potrebbe dire che, seguendo le leggi della dinamica, la portanza non è altro che una REAZIONE ad una AZIONE provocata dall'ala, cioè una deviazione del flusso che da sopra l'ala viene deviata verso il basso.
Da cui si potrebbe dedurre che, sopra l'ala l'aria accelera perché la pressione si riduce, quindi, contrariamente a quanto appreso, la depressione sopra l'ala non è conseguenza della velocità relativa tra l'ala e l'aria, ma dell'accelerazione verso il basso che l'aria subisce.
ciao

[Gundam]

deke ha scritto:

danielef ha scritto:

einstein ha scritto:
Ritornando a bomba, a parte la teoria della circolazione, esiste un'altra spiegazione per cui il flusso viene accelerato sopra l'ala?

Mi pareva di aver dato un suggerimento, se non altro intuitivo. Se per la conservazione della massa tutto quello che si trovava prima dell'arrivo dell'ala deve ritrovarsi dopo il passaggio dell'ala anche se magari rimescolato, quello che prende la strada più lunga da qualche parte deve necessariamente correre un po' di più...

Ne approfitto per un briciolo di polemica che non riesco a trattenere: la fisica sicuramente non è una leggenda metropolitana ma, a leggere qui, sembra decisamente un'opinione. Ho il vago sospetto che in realtà non dovrebbe essere neppure questo!


Daniele

Se è per questo anche il nesso tra legge della conservazione della massa e flusso intorno a una vela mi sembra parecchio fantasioso....

E comunque einstein nel terzo post scrive che evidenze sperimentali dicono che l'ipotesi del ricongiungimento dei due flussi non ha fondamento.

Perche il principio di conservazione della massa, energia e quantita di moto non dovrebbe valere per un flusso di aria che investe una vela?

[Gundam]

einstein ha scritto:

danielef ha scritto:


Le leggi che Piccoletto i fluidi allora diventano le leggi di base della fisica: conservazione della massa, conservazione della quantità di moto e conservazione dell'energia (anche solo potenziale e cinetica se non ci avventuriamo nella termodinamica e nell'attrito!). Nulla di più. Tenete presente, per esempio, che la pressione non è altro che la conseguenza degli urti isotropici di questa infinità di palline e la cosiddetta portanza a livello microscopico è data dal fatto che gli urti con l'ala asimmetrica in movimento fanno sì che le molecole vengano deviate e in media acquistino quantità di moto verso il basso; per conservazione della quantità di moto l'ala a sua volta deve acquisire quantità di moto verso l'alto.

Scusa se non ho letto attentamente prima.
Allora si potrebbe dire che, seguendo le leggi della dinamica, la portanza non è altro che una REAZIONE ad una AZIONE provocata dall'ala, cioè una deviazione del flusso che da sopra l'ala viene deviata verso il basso.
Da cui si potrebbe dedurre che, sopra l'ala l'aria accelera perché la pressione si riduce, quindi, contrariamente a quanto appreso, la depressione sopra l'ala non è conseguenza della velocità relativa tra l'ala e l'aria, ma dell'accelerazione verso il basso che l'aria subisce.
ciao

Stando al tuo ragionamento, il valore della portanza non sarebbe funzione della velocita relativa....

[ZK]

deke ha scritto:

ZK ha scritto:
..

La parte in rosso non ha senso: con ciroclazione in fluidodinamica si intende la circuitazione (ovvero l'integrale di linea di una forza lungo una linea chiusa), il momento non c'entra nulla.

..

questa:[hide][Immagine: .][/hide]e' la seconda equazione di eulero io ci vedo un bel momento.. l' immagine riporta a wiki per approfondire.

[deke]

ZK ha scritto:

deke ha scritto:

ZK ha scritto:
..

La parte in rosso non ha senso: con ciroclazione in fluidodinamica si intende la circuitazione (ovvero l'integrale di linea di una forza lungo una linea chiusa), il momento non c'entra nulla.

..

questa:[hide][Immagine: .][/hide]e' la seconda equazione di eulero io ci vedo un bel momento.. l' immagine riporta a wiki per approfondire.

Eulero da il nome a tante leggi, quella che tu riporti serve a descrivere i sistemi newtoniani e non c'entrano assolutamente nulla con questo discorso.

Le equazioni di Eulero di cui parlavo io erano quelle della fluidodinamica: .)

[sonmì]

Io non capisco un pifferino se non disegno ...

Allora parto dal disegno e penso che sia 'incompleto' ... cioè a voi chiedo se sarebbe giusto quello contrassegnato con la A o quello con la B ...

[hide][Immagine: . a.jpg][/hide]

[hide][Immagine: . b.jpg][/hide]

Secondo me il caso A non è quello buono. lo è quello B ... e mi quaglierebbe ... ovvero lo spiegherei con le poche nozioni liceali in materia.

Siamo di fronte ad un solido che si muove in un gas (comprimibile ma con una interessante serie di legami tra molecola e molecola).
Ora, la forma e l'orientamento di questo solido rispetto al suo spostamento fanno sì che 'dividono' le molecole del gas in modo che sopra la loro distanza molecolare diminuisce e sotto aumenta.
Essendo costanti sia la temperatura che la distanza molecolare (pressione??) tutt'attorno, le molecole che passano sopra si allontaneranno tra di loro in modo da ristabilire la distanza preesistente, mentre quelle sotto all'ala faranno esattamente il contrario, ovvero si avvicineranno per la stessa ragione.

Cosa succederà alla fine dell'ala? che le molecole che si sono allontanate tra di loro (quelle sopra) arriveranno prima di quelle che si sono avvicinate tra di loro (quelle sotto).
Così ho spiegato la differenza di velocità ... poi spiegare perchè tutto questo si trasforma in portanza so azzi vostri

grazie, mi sono risentito uno studentello di liceo