Analisi d’incertezza di una sonda aerodinamica ad alta risposta in frequenza con l’utilizzo del metodo Monte Carlo

Le turbomacchine svolgono un ruolo di primaria importanza nel mondo industriale. Questa tecnologia è ampliamente utilizzata in vari campi: viene sfruttata per convertire la maggior parte dell’energia ed è il fondamento della propulsione aerea moderna. Nasce per questo motivo la necessità di comprenderne a fondo il funzionamento. In particolare, lo studio fluidodinamico si è delineato come il principale argomento su cui indagare, per ottenere l’ottimizzazione delle prestazioni. Detto questo è bene conoscere in dettaglio il campo di moto, scegliendo una via d’indagine sperimentale con adeguata strumentazione. Nella prima fase di questo lavoro viene presentata la FRAPP, “Fast Response Aerodynamic Pressure Probe”, una sonda ad alta risposta in frequenza, a singolo foro, che se utilizzata come una sonda virtuale tre fori, permette l’analisi di un flusso 2D. Nel corso della trattazione si è dimostrata la sua efficacia nelle rilevazioni ad alte temperature (fino a 200°C) e alti numeri di Mach (fino a 0.95). Partendo da questi dati, si è così potuto ricostruire, grazie all’impiego di opportune matrici di taratura, le caratteristiche fluidodinamiche del flusso. In seguito si è posta l’attenzione sull’analisi d’incertezza. Ogni risultato, ottenuto da un processo sperimentale, porta con se una certa dose d’incertezza. Per garantire l’affidabilità è fondamentale fornire oltre al valore della misurazione anche un’indicazione sulla sua bontà. A questo scopo si segue un approccio statistico che si basa sul metodo Monte Carlo (MCM). Rispetto alla metodologia tradizionale il MCM è in grado di rappresentare molto bene sistemi complessi. Vengono considerati molti dei fenomeni che intervengono nel sistema, senza aumentare la difficoltà della procedura di soluzione. Tuttavia il costo computazionale richiesto è notevole; in questo lavoro si propone e si valida una tecnica per ridurre l’entità di tale costo.