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Coefficiente di forma

L’ultimo problema per quest’anno!

Questo articolo è stato scritto in collaborazione con Andrea Federici, Luca Marcheselli, Valeria Petrianni, Paolo Ranucci e Martina Tomei.

La vasca navale usata per gli esperimenti
La vasca navale usata per gli esperimenti

Questi studi vengono effettuati su dei modelli in scala in appositi impianti, chiamati vasche navali. Il primo e più semplice tra questi test è la prova di rimorchio, con il quale si misura, al variare della velocità, la forza necessaria per far avanzare la nave.

Vi siete mai soffermati a pensare su quanta potenza serva per far muovere una nave? Molti pensano che per spostare un’imbarcazione sia sufficiente un buon motore. In realtà una buona parte del merito deve essere attribuita anche alle caratteristiche dello scafo e all’efficienza dell’elica. E’ proprio di questo che si occupa l’Istituto Nazionale per Studi ed Esperienza di Architettura Navale (CNR-INSEAN): si occupa di sperimentare prototipi navali al fine di realizzare un progetto efficiente. Questo è il secondo laboratorio realizzato in collaborazione con l’istituto, il precedente lo potete trovare qui: Rendimento elica libera.

Il nostro tutor, Alessandro Moriconi, ci ha fornito un problema che ha come obiettivo finale quello di calcolare il coefficiente di forma.

Ma cos’è il coefficiente di forma?

Il coefficiente di forma è un coefficiente adimensionale, privo quindi di unità di misura, usato per misurare la resistenza idrodinamica di un corpo in moto in un fluido: in un certo senso è la misura dell’efficienza dello scafo!

Il coefficiente di forma viene utilizzato in un certo modo, che spiegheremo nel fascicolo che stiamo realizzando, per indicare il valore dello scambio di forze dovute alla viscosità di un fluido: determinarlo è essenziale per fare una previsione sulla forza necessaria al movimento della nave.

I dati che abbiamo a disposizione sono la resistenza fluidodinamica e la velocità del modello. Il nostro obiettivo è quello di determinare il coefficiente di forma, in modo da scrivere una funzione che ci permetta di ottenere il coefficiente di resistenza idrodinamica migliore in del numero di Reynolds.

Un particolare del carrello che corre lungo la vasca navale trainando i modelli di scafo da testare.

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