Una formulazione VLM per l’aerodinamica del parapendio

This thesis aims to develop a numerical method to study the aerodynamic loads acting on special geometric shapes of wings like the sails of paragliders, for the following application of optimization methods. The starting point is to develop a classic Vortex-Lattice-Method, but also applicable to typical shapes of the paragliding sail, and to introduce some corrective techniques able to evaluate the viscous effects as regards both the coefficient of resistance and the maximum value of the coefficient of lift. This task has been obtained by combining the Vortex-Lattice code with the results from Xfoil simulation for the study of two-dimensional wing profiles. The method has been validated making reference both to classic plane wings and typical paragliding wings for which experimental comparison data are known. The developed formulation is then able to calculate realistically the aerodynamic coef- ficients of paragliding sails, that are mouldable through appropriate input parameters that vary both the shape in plan and the distribution of the wing boxes.

Lo scopo del lavoro di tesi è quello di sviluppare un metodo di calcolo per studiare i carichi aerodinamici che agiscono su ali a geometria speciale come quella dei parapendi per poter applicare metodi di ottimizzazione. L’idea di partenza è di sviluppare un classico codice Vortex-Lattice-Method tenendo però conto delle tipiche forme delle vele dei parapendii e di introdurre delle tecniche di correzione in grado di valutare gli effetti viscosi, sia per quanto concerne il coefficiente di resistenza sia il valore massimo del coefficiente di portanza. Ciò è stato ottentuto combinando l’algoritmo Vortex Lattice con i risultati delle simulazioni fornite da Xfoil per lo studio dei profili alari bidimensionali. Il metodo è stato convalidato sia facendo riferimento ad ali tradizionali sia alle geometrie tipiche di ali per parapendio per le quali sono noti dati sperimentali di confronto. La formulazione sviluppata è così in grado di calcolare in modo realistico i coefficien- ti aerodinamici delle vele dei parapendii, modellabili in ingresso attraverso opportuni parametri che ne variano la forma in pianta e la distribuzione dei cassoni alari.