Cosa Sono e Come Funzionano Le Gallerie Del Vento (Formula 1)

Le gallerie del vento (o aerodinamiche) non sono nient'altro che condotti, dentro i quali scorre il flusso d'aria alle velocità e densità stabilite.
Lo scopo è quello di riprodurre correnti d'aria su automobili (e non solo) per misurare forze, temperature, momenti, pressioni, etc
E' altresì importante che non solo le condizioni atmosferiche vengano riprodotte nei minimi dettagli ma anche la struttura aerodinamica (quindi geometrica) del veicolo (compresa la massa e la sua distribuzione, nonchè
Il flusso d'aria viene spostato grazie a grandi ventilatori di varie dimensioni.
Un effusore serve ad accelerare progressivamente il moto dell'aria in ingresso e speciali filtri riducono le turbolenze.
In uscita il flusso viene rallentato da un diffusore, mentre al centro si trova la camera di prova, dove viene posizionato il corpo da esaminare.
Il corpo stesso è collegato ad opportune bilance per la misurazione delle forze.


PRINCIPI FISICI
Esse si basano su un principio di Galileo, il quale afferma che le azioni dinamiche esercitate su un corpo in moto traslatorio sono uguali a quelle prodotte su un corpo immobile, investito da una corrente d'aria alla stessa velocità.
Il secondo principio per comprendere il funzionamento delle galleria del vento è quello della similitudine dinamica che afferma che i fenomeni che si manifestano su un corpo di determinate dimensioni sono uguali a quelli che subisce un altro corpo di misura maggiore e minore (in scala).
In questo caso si ha il medesimo Cr che rappresenta il coefficiente adimensionale di resistenza.


SIMULAZIONI
Se i fili di seta (montati sul corpo) si orientano perfettamente nella stessa direzione del vento senza evidenziare vortici significa che il flusso d'aria scorre bene sulla superficie dell'oggetto e non crea resistenze o vortici.
Il secondo sistema di analisi viene effettuato mediante la misurazione delle forze generate dal vento sull'oggetto allo studio.
Quest'ultimo è posto su una “piattaforma dinamometrica” che misura portanza, deportanza, forze longitudinali e laterali di resistenza al flusso dell'aria.
La piattaforma, girevole per controllare il comportamento anche al vento laterale, poggia su un misuratore. Tutte queste misure sono registrate e analizzate da un computer.
In quasi tutte le gallerie del vento esistono inoltre particolari dispositivi di misura o di correzione delle condizioni di prova.
Ovvero sonde manometriche che permetteno la misura in un certo punto di valori di pressione e di direzione.
Presente anche un impianto di controllo del cosiddetto “strato limite” per effettuare la prova in condizioni il più possibile simili alla realtà.
Lo strato limite è lo spessore dell'aria che lambisce il pavimento nella zona di prova e che viene rallentato nel suo scorrimento.
Fra gli altri particolari costruttivi delle gallerie del vento, assumono particolare importanza i raddrizzatori dei filetti fluidi dell'aria, la cui funzione è quella di costringerla a seguire un percorso parallelo alle pareti e impedire la formazione di vortici.
Fra gli impianti di prova più moderni, ve ne sono alcuni che simulano anche condizioni avverse quali pioggia battente, uragani, neve, sabbia, grandine, l'irraggiamento solare, la nebbia.
La galleria del vento è studiata in modo da riprodurre al meglio il campo di moto attorno al corpo in esame e le condizioni reali rispetto a quelle incontrate in strada.
Ad ogni modo fra strada e galleria possono sussistere minime variazioni di turbolenza del flusso o di deviazione angolare della corrente; ma si tratta sempre di valori trascurabili o ininfluenti ai fini dei test effettuati.
L'ala, che prima viene provata da sola, deve poter risentire della forma del corpo su cui viene applicata, senza altri vincoli.
Alla vettura, durante la simulazione completa, mancano le ruote in movimento e il moto relativo con il terreno.
Di questi ultimi fattori, il primo assume una certa importanza solo nelle vetture a ruote scoperte e il secondo è ininfluente per lo strato-limite.
Infatti, il manto stradale, su cui avviene la traslazione di un autoveicolo, presenta uno strato limite di spessore zero, in assenza di vento, invece, nella sua immobilità, è lambito da una corrente d'aria che, a contatto con la superficie, genera uno strato limite, con spessore crescente in funzione della velocità.
In molte gallerie del vento questo strato viene ri-aspirato e comunque resta insignificante per determinati tipi di prova, specie nella sola misurazione della resistenza aerodinamica, assumendo però influenza in altri tipi di sperimentazione, cioè nelle misurazioni delle già citate portanza/deportanza.

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