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Coefficiente di forma: ancora un laboratorio

Vi siete mai soffermati a pensare su quanta potenza serva per far muovere una nave? Molti pensano che per spostare un’imbarcazione serva solamente 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 il nuovo laboratorio elaborato insieme ai ricercatori dell’Istituto di Ingegneria del Mare di Roma (CNR-INM): coefficiente di forma! Il fascicolo corrispondente (ma anche il materiale di supporto) si può scaricare nella pagina Download di questo blog oppure direttamente seguendo questo collegamento.

Le prove di cui proponiamo lo studio, 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.

Nella foto qui accanto il Bacino rettilineo (vasca navale) n. 1 dell’Istituto di Ingegneria Navale che si trova a Roma, in via Vallerano. È uno dei bacini più grandi al mondo grazie a una lunghezza di 470 metri, una larghezza di 13.5 e una profondità di 6.5 metri. Il bacino è dotato di un carro dinamometrico capace di una velocità di 15 metri al secondo (oltre 50km/h).

Il coefficiente di forma

Il coefficiente di forma è un coefficiente adimensionale, privo quindi di un’unità fisica, usato per misurare la resistenza idrodinamica di un corpo in moto in un fluido: esso viene spesso utilizzato per risolvere problemi di fluidodinamica. Determinarlo è essenziale per fare una previsione sulla forza indispensabile al movimento della nave.

Il laboratorio

A partire dalla velocità misurata nella prova di rimorchio e ai valori misurati della resistenza residua, si cerca di determinare il coefficiente di forma per il modello studiato. In sostanza si tratta di determinare un parametro, il coefficiente per l’appunto, della funzione che descrive la resistenza totale in modo che questa si adatti quanto più possibile alle misure sperimentali (della resistenza totale, per l’appunto).

Il gruppo che ha realizzato il laboratorio Coefficiente di forma al lavoro
Il gruppo che ha realizzato il laboratorio Coefficiente di forma al lavoro.

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