Studio e realizzazione di una galleria aerodinamica a film di sapone

La presente tesi documenta la progettazione e la realizzazione di una galleria aerodinamica a film di sapone, uno strumento impiegato per l’osservazione di fenomeni fluidodinamici bidimensionali, come i flussi turbolenti. Il documento introduce i principi fisici fondamentali, concentrandosi sulla tensione superficiale. Le molecole di sapone, grazie alla loro duplice natura (testa idrofila e coda idrofoba), riducono la tensione superficiale dell’acqua pura, permettendo la creazione di un film stabile racchiuso tra due strati di tensioattivi. Analizzati i design storici, la scelta è ricaduta su una configurazione innovativa dotata di inclinazione variabile, resa possibile da un telaio secondario regolabile. La struttura si avvale di profilati in alluminio, tensionatori per la regolazione dell’area, un ugello e ricevitore con un cablaggio ottimizzato tramite l’uso del doppio nodo del pescatore e del nodo a bocca di lupo. I test condotti hanno evidenziato tre fattori critici per la stabilità del film: l’aggiunta di glicerina alla soluzione, il riposo della miscela per almeno 24 ore prima dell’utilizzo, e l’impiego di saponi commerciali di marca, nettamente superiori rispetto ai prodotti generici nella creazione di un film. Fissata una buona soluzione, è stata testata la capacità della struttura di generare un film a vari angoli di inclinazione. A scopo dimostrativo, è stata configurata la struttura per eseguire varie visualizzazioni dei moti fluidodinamici nel film di sapone. Nel capitolo finale vengono evidenziati vari difetti di questa struttura e possibili miglioramenti per risolverli, aumentando le capacità di questo strumento.