Analisi di stabilità della dinamica verticale di veicoli sportivi ad effetto suolo mediante modello aeroelastico e mappe aerodinamiche sperimentali

The original contribution of this thesis consists in the study of the interaction between structural behavior and aeroelastic effects in the vertical dynamics of a ground-effect sports vehicle. To this end, a computational code was developed within a symbolic computation environment (Wolfram Mathematica) to perform a linear stability analysis of the model. The results, summarized in stability maps, revealed a loss of stability caused by the interaction between aerodynamic and structural effects, distinct from the diffuser stall condition. Through the construction and analysis of these stability maps, it was also possible to identify vehicle setup configurations that are potentially critical from a dynamic stability standpoint. The analysis was confined within physically admissible parametric domains, defined on the basis of aerodynamic maps obtained experimentally. In this context, the developed model provides a preliminary interpretation of the instability mechanism associated with the “porpoising” phenomenon in ground-effect sports cars, highlighting the role of the coupling between the vehicle’s dynamic properties.

Il contributo originale della tesi consiste nello studio dell’interazione tra comportamento strutturale e aeroelastico nella dinamica verticale di un veicolo sportivo operante in effetto suolo. A tal fine è stato sviluppato un codice di calcolo in ambiente di manipolazione algebrica (Wolfram Mathematica) per condurre l’analisi di stabilità lineare del modello. I risultati riassunti in mappe di stabilità hanno evidenziato una perdita di stabilità dovuta all’interazione tra effetti aerodinamici e strutturali, distinta dal caso di stallo del diffusore. Mediante la costruzione e l’analisi delle mappe di stabilità è stato inoltre possibile individuare configurazioni di assetto vettura potenzialmente critiche dal punto di vista della stabilità dinamica. L’analisi è stata confinata all’interno di domini parametrici fisicamente ammissibili, definiti sulla base di mappe aerodinamiche ottenute per via sperimentale. In questo contesto, il modello sviluppato fornisce un’interpretazione preliminare del meccanismo di instabilità associato al fenomeno del ‘porpoising’ nelle vetture sportive con effetto suolo, mettendo in evidenza il ruolo dell’accoppiamento delle proprietà dinamiche del veicolo.