Tesi disponibili

Sono disponibili le tesi sotto indicate. Si prega di contattare i responsabili dell'area di interesse per ulteriori informazioni.

1 - Controllo, tramite attuazione piezoelettrica, di instabilità aeroelastica.

In molti settori dell’ingegneria aeronautica, il problema del flutter delle superfici fisse e mobili riveste una cruciale importanza ai fini dell’affidabilità del velivolo; molti studi sono stati sviluppati sia per formulare modelli del fenomeno sia per proporre metodologie di controllo.

La proposta di tesi intende apportare ulteriori originali contributi in questo ambito.

Il flutter dei pannelli alari o delle pale di un rotore è contraddistinto da condizioni di instabilità dinamica allorché la velocità del flusso raggiunga il valore critico, rappresentato dalla velocità di flutter. Tale valore è funzione della geometria del profilo e della rigidezza flesso-torsionale; questo limite può dunque essere innalzato modificando opportunamente la rigidezza del sistema mediante l’applicazioni di tensioni elettriche ai capi di trasduttori piezoelettrici immersi nel profilo stesso. Questa possibilità, già parzialmente esplorata in letteratura, resta limitata dalle caratteristiche dei materiali attualmente disponibili, infatti la variazione di velocità critica ottenibile con tale metodo non risulta tipicamente commisurata alle reali aspettative.
Le tecniche usate per le strutture alari per contrastare l’insorgenza di fenomeni di instabilità aerodinamica sono basate sull’attuazione servocomandata di superfici mobili. L’estensione di tali tecniche al caso delle pale di rotore appare possibile nella misura in cui si disponga di attuatori di dimensioni e pesi contenuti. Gli attuatori piezoelettrici costituiscono una possibile risposta a tale istanza, garantendo inoltre un controllo virtualmente privo di ritardi in un ampio range di frequenze.

Primo anno: Modelli di interazione fluido struttura, con particolare riferimento al caso del profilo alare. Stato dell’arte nel settore del controllo di fenomeni di instabilità dinamica (flutter). Modelli di strutture piezoelettriche laminate. Individuazione degli strumenti di calcolo.

Secondo anno: Formulazione del problema accoppiato fluido-struttura-circuito di controllo con particolare riferimento al posizionamento ottimo degli attuatori piezoelettrici. Sviluppo di tecniche di soluzione numerica basate sull’aggiornamento di codici preesistenti.

Terzo anno: Simulazioni e analisi parametriche dell’algoritmo proposto. Indagine critica dei risultati ottenuti. Formulazione di criteri e suggerimenti orientati alla progettazione.

2 - Controllo dell'irraggiamento acustico in pannelli laminati.

Il controllo del rumore trasmesso e generato da una struttura meccanica presenta delle applicazioni molto importanti nel campo dell'industria aeronautica.
Oltre agli aspetti legati al comfort acustico, meritano attenzione anche gli aspetti connessi alla perdita di energia dovuta all'irraggiamento acustico e alla sua influenza sulla vita media delle componenti meccaniche. In questo ambito si propone una di tesi di dottorato riguardante il controllo dell'irraggiamento acustico di una struttura elastica (per esempio una paratia) per mezzo di una rete di piezoelettrici distribuiti.
Ciascun elemento piezoelettrico funzionerà contemporaneamente da attuatore e da sensore e sarà connesso agli altri elementi tramite una rete induttivo-resistiva allo scopo di massimizzare lo scambio bidirezionale fra energia elettrica ed energia meccanica dovuta alla perturbazione acustica. La tecnica proposta garantisce un controllo su un ampio spettro di frequenze e la stabilità intrinseca della legge di controllo.
In letteratura numerosi lavori sono stati dedicati alla modellazione di piastre piezo-elettro-meccaniche. Tali modelli, tuttavia, non tengono conto del fatto che i piezoelettrici ricoprono solo parzialmente la struttura elastica ed introducono delle discontinuità geometriche e strutturali.

Primo anno: L'inizio del lavoro di tesi sarà dedicato alla definizione di un modello della parete divisoria piezo-elettro-meccanica che tenga conto delle discontinuità introdotte dai piezoelettrici.

Secondo anno: Una tappa importante sulla strada dell’ottimizzazione del controllo acustico è l’analisi modale della struttura composita, tenendo conto della disposizione degli attuatori piezoelettrici. A questo stadio metodi numerici agli elementi finiti e in generale sviluppi di Galerkin risultano utili per uno studio dettagliato.

Terzo anno: La validazione sperimentale dei modelli proposti costituirà la tappa finale di questo lavoro di tesi.