|
| Optimal form i vand ? Fra : Bjarke@Escape |
Dato : 30-12-10 19:02 |
|
Ved en julkefrokost kom jeg til at diskuttere med en dykker og en
kajaksejler, hvilken form der er nemmest at fremdrive igennem vand.
En aerodynamisk cykelhjælm og kølen på min båd er tyk fortil og flad bagtil.
Lige som en dråbe der falder igennem luften.
En Amerikas cup sejlbåd er næsten trekanten ovenfra
Og en kajak er spids i begge ender.
Hvis man skal trække et legeme igennem vand, hvilken form giver så mindst
modstand ? Og det er ikke en uendelig lang tynd genstand, for den har jo
også uendelig meget overflade og dermed uendelige stor modtand..... Bare så
det simple (og upraktiske) forslag ikke dukjker op.....
Bjarke
| |
Harding E. Larsen (30-12-2010)
| Kommentar Fra : Harding E. Larsen |
Dato : 30-12-10 12:33 |
|
Ligningen for modstand ser sådan her ud:
F = ½ ∙ A ∙ c ∙ Ï âˆ™ v2
Det er faktisk ikke så kompliceret.
Det er F'et, det hele handler om. F'et er den modstand, som man møder,
når man bevæger sig. Det er den modstand, som man gerne vil minimere,
for ikke skal bruge så meget energi på at bevæge sig.
Modstanden afhænger af fire forskellige parametre. A, c, Ï og v.
A er arealet, som møder modstanden. Jo større areal, jo større
modstand.
c er tætheden i det materiale, man bevæger sig i. Jo større densitet,
jo mere modstand. Der er mere modstand i vand end i luft, og derfor er
det særligt vigtigt at minimere modstanden når man bevæger sig i
vand.
Ï (tegnet 'ro') er et ingeniørparameter, som beskriver en overflades
egenskaber og form. Her gælder det om at have en glat overflade, som
lader molekylerne glide lige forbi, og en form, som sørger for, at
molekylerne ikke skaber turbulens og undertryk bag emnet. Det er
derfor, cykelrytterne i Tour de France er iført pudsige, lange hjelme
til enkeltstarterne.
Endelig er der ligningens v, som er den relative hastighed. Det vil
sige emnets hastighed medregnet eventuelt medvind/strøm eller modvind/
strøm. Som man kan se i ligningen, så står der ikke bare v, men v2 .
Det vil sige, at når hastigheden fordobles, så firdobles modstanden.
Det gør hastigheden til en afgørende parameter i ligningen.
Så er der kun tilbage at lave forsøg med de forskellige emner, hvor
alt andet lige, er ens. ( så vidt det kan lade sig gøre).
Cykelhjelmen har kun én retning om hovedet ellers kan holdes stille.
Americas cup båden skal opfylde forskellige krav og er et større
kompromis.
Kajakken skal kunne drives fremad og ligesom cykelhjelmen påvirkes i
én retning og ikke af de mange påvirkninger som båden må indrettes til
at reagere under.
Mvh og Godt Nytår.
Harding
On 30 Dec., 19:02, "Bjarke@Escape" <maxi999.escape-kr lleA-gmail.com>
wrote:
> Ved en julkefrokost kom jeg til at diskuttere med en dykker og en
> kajaksejler, hvilken form der er nemmest at fremdrive igennem vand.
>
> En aerodynamisk cykelhj lm og k len p min b d er tyk fortil og flad bagtil.
> Lige som en dr be der falder igennem luften.
>
> En Amerikas cup sejlb d er n sten trekanten ovenfra
>
> Og en kajak er spids i begge ender.
>
> Hvis man skal tr kke et legeme igennem vand, hvilken form giver s mindst
> modstand ? Og det er ikke en uendelig lang tynd genstand, for den har jo
> ogs uendelig meget overflade og dermed uendelige stor modtand..... Â Bare s
> det simple (og upraktiske) forslag ikke dukjker op.....
>
> Bjarke
| |
Jens Bruun (31-12-2010)
| Kommentar Fra : Jens Bruun |
Dato : 31-12-10 12:34 |
|
Harding E. Larsen <hardinge.larsen@gmail.com> skrev i meddelelsen
45258f8f-31fd-495d-84a9-ec287361e5d3@p1g2000yqm.googlegroups.com:
> Ligningen for modstand ser sådan her ud:
>
> F = ½ ? A ? c ? ? ? v2
>
> Det er faktisk ikke så kompliceret.
>
> Det er F'et, det hele handler om. F'et er den modstand, som man møder,
> når man bevæger sig. Det er den modstand, som man gerne vil minimere,
> for ikke skal bruge så meget energi på at bevæge sig.
>
> Modstanden afhænger af fire forskellige parametre. A, c, ? og v.
>
> A er arealet, som møder modstanden. Jo større areal, jo større
> modstand.
>
> c er tætheden i det materiale, man bevæger sig i. Jo større densitet,
> jo mere modstand. Der er mere modstand i vand end i luft, og derfor er
> det særligt vigtigt at minimere modstanden når man bevæger sig i
> vand.
>
> ? (tegnet 'ro') er et ingeniørparameter, som beskriver en overflades
> egenskaber og form. Her gælder det om at have en glat overflade, som
> lader molekylerne glide lige forbi, og en form, som sørger for, at
> molekylerne ikke skaber turbulens og undertryk bag emnet. Det er
> derfor, cykelrytterne i Tour de France er iført pudsige, lange hjelme
> til enkeltstarterne.
>
> Endelig er der ligningens v, som er den relative hastighed. Det vil
> sige emnets hastighed medregnet eventuelt medvind/strøm eller modvind/
> strøm. Som man kan se i ligningen, så står der ikke bare v, men v2 .
> Det vil sige, at når hastigheden fordobles, så firdobles modstanden.
> Det gør hastigheden til en afgørende parameter i ligningen.
>
> Så er der kun tilbage at lave forsøg med de forskellige emner, hvor
> alt andet lige, er ens. ( så vidt det kan lade sig gøre).
Så det var egentlig ikke så ukompliceret, som du startede med at påstå.
> Cykelhjelmen har kun én retning om hovedet ellers kan holdes stille.
>
> Americas cup båden skal opfylde forskellige krav og er et større
> kompromis.
>
> Kajakken skal kunne drives fremad og ligesom cykelhjelmen påvirkes i
> én retning og ikke af de mange påvirkninger som båden må indrettes til
> at reagere under.
Du har stadig ikke svaret på spørgsmålet.
--
-Jens B.
D.e.f.f.e.s.
| |
Allan (31-12-2010)
| Kommentar Fra : Allan |
Dato : 31-12-10 16:05 |
|
Den 31-12-2010 12:33, Jens Bruun skrev:
>> Ligningen for modstand ser sådan her ud:
>>
>> F = ½ ∙ A ∙ c ∙ Ï âˆ™ v2
> Du har stadig ikke svaret på spørgsmålet.
>
Jo, der er svaret særdeles præcist på spørgsmålet!
| |
Jens Bruun (31-12-2010)
| Kommentar Fra : Jens Bruun |
Dato : 31-12-10 16:35 |
|
Allan <findes@ikke.invalid> skrev i meddelelsen
4d1df118$0$23755$14726298@news.sunsite.dk:
>>> Ligningen for modstand ser sådan her ud:
>>>
>>> F = ½ ? A ? c ? ? ? v2
>
>> Du har stadig ikke svaret på spørgsmålet.
>>
> Jo, der er svaret særdeles præcist på spørgsmålet!
Nej. Der er præsenteret en ligning til beregning af modstand. Det er så
langt fra et svar på spørgsmålet "Optimal form i vand?".
--
-Jens B.
D.e.f.f.e.s.
| |
Allan (01-01-2011)
| Kommentar Fra : Allan |
Dato : 01-01-11 17:06 |
|
Den 31-12-2010 16:35, Jens Bruun skrev:
> Allan<findes@ikke.invalid> skrev i meddelelsen
> 4d1df118$0$23755$14726298@news.sunsite.dk:
>
>>>> Ligningen for modstand ser sådan her ud:
>>>>
>>>> F = ½ ∙ A ∙ c ∙ Ï âˆ™ v2
>>
>>> Du har stadig ikke svaret på spørgsmålet.
>>>
>> Jo, der er svaret særdeles præcist på spørgsmålet!
>
> Nej. Der er præsenteret en ligning til beregning af modstand. Det er så
> langt fra et svar på spørgsmålet "Optimal form i vand?".
>
Hvis du læser teksten, så er spørgsmålet: "Hvis man skal trække et
legeme igennem vand, hvilken form giver så mindst modstand ?"
Altså skal F være mindst muligt fx nul, i.e. at arealet skal være nul.
Og ja - svaret er uanvendeligt, men det ændrer ikke på, at det er præcist!
| |
Harding E. Larsen (30-12-2010)
| Kommentar Fra : Harding E. Larsen |
Dato : 30-12-10 12:37 |
|
Ligningen for modstand ser sådan her ud:
F = ½ ∙ A ∙ c ∙ Ï âˆ™ v2
Det er faktisk ikke så kompliceret.
Det er F'et, det hele handler om. F'et er den modstand, som man
møder,
når man bevæger sig. Det er den modstand, som man gerne vil minimere,
for ikke skal bruge så meget energi på at bevæge sig.
Modstanden afhænger af fire forskellige parametre. A, c, Ï og v.
A er arealet, som møder modstanden. Jo større areal, jo større
modstand.
c er tætheden i det materiale, man bevæger sig i. Jo større densitet,
jo mere modstand. Der er mere modstand i vand end i luft, og derfor
er
det særligt vigtigt at minimere modstanden når man bevæger sig i
vand.
Ï (tegnet 'ro') er et ingeniørparameter, som beskriver en overflades
egenskaber og form. Her gælder det om at have en glat overflade, som
lader molekylerne glide lige forbi, og en form, som sørger for, at
molekylerne ikke skaber turbulens og undertryk bag emnet. Det er
derfor, cykelrytterne i Tour de France er iført pudsige, lange hjelme
til enkeltstarterne.
Endelig er der ligningens v, som er den relative hastighed. Det vil
sige emnets hastighed medregnet eventuelt medvind/strøm eller
modvind/
strøm. Som man kan se i ligningen, så står der ikke bare v, men v2 .
Det vil sige, at når hastigheden fordobles, så firdobles modstanden.
Det gør hastigheden til en afgørende parameter i ligningen.
Så er der kun tilbage at lave forsøg med de forskellige emner, hvor
alt andet lige, er ens. ( så vidt det kan lade sig gøre).
Cykelhjelmen har kun én retning om hovedet ellers kan holdes stille;
men den skal jo ikke i vand, så der skal kun to forsøg til at besvare
spørgsmålet.
Americas cup båden skal opfylde forskellige krav og er et større
kompromis. Her skal derfor sammenligningsgrundlaget fastsættes.
Kajakken skal kunne drives fremad og ligesom cykelhjelmen påvirkes i
én retning og ikke af de mange påvirkninger som båden må indrettes
til
at reagere under.
Mvh og Godt Nytår.
Harding
On 30 Dec., 19:02, "Bjarke@Escape" <maxi999.escape-kr lleA-gmail.com>
wrote:
> Ved en julkefrokost kom jeg til at diskuttere med en dykker og en
> kajaksejler, hvilken form der er nemmest at fremdrive igennem vand.
>
> En aerodynamisk cykelhj lm og k len p min b d er tyk fortil og flad bagtil.
> Lige som en dr be der falder igennem luften.
>
> En Amerikas cup sejlb d er n sten trekanten ovenfra
>
> Og en kajak er spids i begge ender.
>
> Hvis man skal tr kke et legeme igennem vand, hvilken form giver s mindst
> modstand ? Og det er ikke en uendelig lang tynd genstand, for den har jo
> ogs uendelig meget overflade og dermed uendelige stor modtand..... Â Bare s
> det simple (og upraktiske) forslag ikke dukjker op.....
>
> Bjarke
| |
HEME (30-12-2010)
| Kommentar Fra : HEME |
Dato : 30-12-10 20:50 |
|
Hej Bjarke
Måske kan du bruge dette link til wikipedia
http://en.wikipedia.org/wiki/Drag_%28physics%29
Emnet er rimeligt spændende, og meget komplekst, hvis du bare mangler sådan
et praktisk svar på en go facon, så kig i dyrense verden, fx. Marsvin,
Spækhuggere og Delfiner. Det er nogle af de hurtigste dyr i vandet, så
faconen er jo nok rimelig rigtig
Godt nytår.
HEME
"Bjarke@Escape" <maxi999.escape-krølleA-gmail.com> skrev i en meddelelse
news:4d1cc924$0$23762$14726298@news.sunsite.dk...
> Ved en julkefrokost kom jeg til at diskuttere med en dykker og en
> kajaksejler, hvilken form der er nemmest at fremdrive igennem vand.
>
> En aerodynamisk cykelhjælm og kølen på min båd er tyk fortil og flad
> bagtil. Lige som en dråbe der falder igennem luften.
>
> En Amerikas cup sejlbåd er næsten trekanten ovenfra
>
> Og en kajak er spids i begge ender.
>
> Hvis man skal trække et legeme igennem vand, hvilken form giver så mindst
> modstand ? Og det er ikke en uendelig lang tynd genstand, for den har jo
> også uendelig meget overflade og dermed uendelige stor modtand..... Bare
> så det simple (og upraktiske) forslag ikke dukjker op.....
>
> Bjarke
| |
Jens Bruun (31-12-2010)
| Kommentar Fra : Jens Bruun |
Dato : 31-12-10 12:36 |
|
Bjarke@Escape <maxi999.escape-krølleA-gmail.com> skrev i meddelelsen
4d1cc924$0$23762$14726298@news.sunsite.dk:
> Hvis man skal trække et legeme igennem vand, hvilken form giver så
> mindst modstand ?
Det kommer an på så uendelig meget. Saltindhold, temperatur, hastighed,
legemets overflade osv. osv. osv. Du kan nok ikke få et simpelt svar på dét
spørgsmål.
--
-Jens B.
D.e.f.f.e.s.
| |
Harding E. Larsen (31-12-2010)
| Kommentar Fra : Harding E. Larsen |
Dato : 31-12-10 06:41 |
|
Ja; men så mangler da endnu et meget vigtigt element.
Månens tyngdekraft påvirker jordens oceaner. Jordens tyngdekraft
varierer hen over jordoverfladen, fordi der er forskel på hvor megen
masse der er under overfladen. Vand giver større masse og dermed
tyngdekraft.
Vi må altid huske at have det sidste komma med inden årsskiftet ;-D
Der er heldigvis lang tid til næste julefrokost.
Mvh/Harding
On 31 Dec., 12:35, "Jens Bruun" <bruun_j...@hotmail.com> wrote:
> Bjarke@Escape <maxi999.escape-kr lleA-gmail.com> skrev i meddelelsen
> 4d1cc924$0$23762$14726...@news.sunsite.dk:
>
> > Hvis man skal tr kke et legeme igennem vand, hvilken form giver s
> > mindst modstand ?
>
> Det kommer an p s uendelig meget. Saltindhold, temperatur, hastighed,
> legemets overflade osv. osv. osv. Du kan nok ikke f et simpelt svar p d t
> sp rgsm l.
>
> --
> -Jens B.
>
> D.e.f.f.e.s.
| |
Bjarke@Escape (03-01-2011)
| Kommentar Fra : Bjarke@Escape |
Dato : 03-01-11 00:09 |
|
Tak for svarene 'so far'. Man skal være meget præcis i sine spørgsmål her i
gruppen for ikke at skabe en diskussion om hvorvidt der er svaret eller ej.
Jeg prøver lige igen.
Jeg er ude efter hvilken 'Form' et objekt skal have for at være nemmest at
trække igennem vand (med en middel temparatur og et middelt saltindhold).
På http://en.wikipedia.org/wiki/Drag_coefficient er der en udemærket figur
til højre der viser sammenhængen mellem formen og 'Drag coefficienten'. Er
der nogen der kender til hvorledes det forholder sig med andre former end de
angivne ? Fx formen på en lang kajak, en dråbeform, formen på min bund og
formen på min køl. osv osv ....
Evt bare et link til en endnu bedre/længere oversigt end den i wikipedia
linket ??
Jeg forstår det er noget der er svært at udregne, men skal afprøves i
praksis. Det må man formode der er nogle der har gjort med en masse
forskellige former.
Bjarke
"Bjarke@Escape" skrev i meddelelsen
news:4d1cc924$0$23762$14726298@news.sunsite.dk...
Ved en julkefrokost kom jeg til at diskuttere med en dykker og en
kajaksejler, hvilken form der er nemmest at fremdrive igennem vand.
En aerodynamisk cykelhjælm og kølen på min båd er tyk fortil og flad bagtil.
Lige som en dråbe der falder igennem luften.
En Amerikas cup sejlbåd er næsten trekanten ovenfra
Og en kajak er spids i begge ender.
Hvis man skal trække et legeme igennem vand, hvilken form giver så mindst
modstand ? Og det er ikke en uendelig lang tynd genstand, for den har jo
også uendelig meget overflade og dermed uendelige stor modtand..... Bare så
det simple (og upraktiske) forslag ikke dukjker op.....
Bjarke
| |
Harding E. Larsen (03-01-2011)
| Kommentar Fra : Harding E. Larsen |
Dato : 03-01-11 15:02 |
|
Hej Bjarke,
Det er altid en rimelig overkommelig opgave at beregne og efterprøve
grundformer for geometriske figurers modstand men som du selv ved så
er der mange parametre der skal indgå og tages i betragtning vedr.
både.
Prøv f.eks. at se dette links indhold:
http://www.hullform.com/wavedrag.html
Det er svært at sammenligne et tordenskrald og højden på rundetårn.
Mvh/Harding
On 3 Jan., 00:09, "Bjarke@Escape" <maxi999.escape-kr lleA-gmail.com>
wrote:
> Tak for svarene 'so far'. Man skal v re meget pr cis i sine sp rgsm l her i
> gruppen for ikke at skabe en diskussion om hvorvidt der er svaret eller ej.
> Jeg pr ver lige igen.
>
> Jeg er ude efter hvilken 'Form' et objekt skal have for at v re nemmest at
> tr kke igennem vand (med en middel temparatur og et middelt saltindhold).
>
> P http://en.wikipedia.org/wiki/Drag_coefficienter der en udem rket figur
> til h jre der viser sammenh ngen mellem formen og 'Drag coefficienten'. Er
> der nogen der kender til hvorledes det forholder sig med andre former end de
> angivne ? Fx formen p en lang kajak, en dr beform, formen p min bund og
> formen p min k l. osv osv ....
>
> Evt bare et link til en endnu bedre/l ngere oversigt end den i wikipedia
> linket ??
>
> Jeg forst r det er noget der er sv rt at udregne, men skal afpr ves i
> praksis. Det m man formode der er nogle der har gjort med en masse
> forskellige former.
>
> Bjarke
>
> "Bjarke@Escape" skrev i meddelelsennews:4d1cc924$0$23762$14726298@news..sunsite.dk...
>
> Ved en julkefrokost kom jeg til at diskuttere med en dykker og en
> kajaksejler, hvilken form der er nemmest at fremdrive igennem vand.
>
> En aerodynamisk cykelhj lm og k len p min b d er tyk fortil og flad bagtil.
> Lige som en dr be der falder igennem luften.
>
> En Amerikas cup sejlb d er n sten trekanten ovenfra
>
> Og en kajak er spids i begge ender.
>
> Hvis man skal tr kke et legeme igennem vand, hvilken form giver s mindst
> modstand ? Og det er ikke en uendelig lang tynd genstand, for den har jo
> ogs uendelig meget overflade og dermed uendelige stor modtand..... Bare s
> det simple (og upraktiske) forslag ikke dukjker op.....
>
> Bjarke
| |
Roderiet (04-01-2011)
| Kommentar Fra : Roderiet |
Dato : 04-01-11 10:54 |
|
Godt Nytår til alle Det slår mig lige, at når Harding svarer præcist
i matematisk form og man selv må indsætte de parametre der gælder for det
specifikke emne, så vil andre have et svar der dækker alt. Se lige på
havdyrene og fiskene. Deres faconer er aldeles optimale. Alt efter
habitat, levested, og vandtemperatur- og tæthed er dyrene og fiskene af
forskellig facon. Deraf kan udledes, at der ikke er et entydigt svar på
det stillede spørgsmål. Det eneste der er sikkert i det er at havdyrene og
fiskene ikke bruger mere energi end højst nødvendigt. mvh Niels F.
"Bjarke@Escape" <maxi999.escape-krølleA-gmail.com> skrev i meddelelsen
news:4d1cc924$0$23762$14726298@news.sunsite.dk...
> Ved en julkefrokost kom jeg til at diskuttere med en dykker og en
> kajaksejler, hvilken form der er nemmest at fremdrive igennem vand.
>
> En aerodynamisk cykelhjælm og kølen på min båd er tyk fortil og flad
> bagtil. Lige som en dråbe der falder igennem luften.
>
> En Amerikas cup sejlbåd er næsten trekanten ovenfra
>
> Og en kajak er spids i begge ender.
>
> Hvis man skal trække et legeme igennem vand, hvilken form giver så mindst
> modstand ? Og det er ikke en uendelig lang tynd genstand, for den har jo
> også uendelig meget overflade og dermed uendelige stor modtand..... Bare
> så det simple (og upraktiske) forslag ikke dukjker op.....
>
> Bjarke
| |
Ole Pagh (04-01-2011)
| Kommentar Fra : Ole Pagh |
Dato : 04-01-11 18:31 |
|
Roderiet sendte dette med sin computer:
> Se lige på havdyrene og fiskene.
> Deres faconer er aldeles optimale. Alt efter
> habitat, levested, og vandtemperatur- og tæthed er dyrene og fiskene af
> forskellig facon. Deraf kan udledes, at der ikke er et entydigt svar på
> det stillede spørgsmål. Det eneste der er sikkert i det er at havdyrene og
> fiskene ikke bruger mere energi end højst nødvendigt.
Netop!
Og derfor tester og optimerer man i vindtunnel eller i store bassinger
på de hydrauliske institutter for at finde den optimale facon til en
given opgave.
Var der ikke noget med at man fandt ud af at vandmodstanden blev mindre
i forhold til en helt glat overflade, hvis man efterlignede hajernes ru
overflade?
(Det er i hvert fald det jeg prøver at overbevise mig selv om hvert
forår, når jeg ser bundmalingen blive mere og mere uregelmæssig og
bulet for hvert lag der kommer ovenpå :/ )
--
/ Ole
| |
- (04-01-2011)
| Kommentar Fra : - |
Dato : 04-01-11 23:20 |
|
Den 04-01-2011 18:30, Ole Pagh skrev:
> Roderiet sendte dette med sin computer:
>> Se lige på havdyrene og fiskene. Deres faconer er aldeles optimale.
>> Alt efter habitat, levested, og vandtemperatur- og tæthed er dyrene og
>> fiskene af forskellig facon. Deraf kan udledes, at der ikke er et
>> entydigt svar på det stillede spørgsmål. Det eneste der er sikkert i
>> det er at havdyrene og fiskene ikke bruger mere energi end højst
>> nødvendigt.
>
> Netop!
> Og derfor tester og optimerer man i vindtunnel eller i store bassinger
> på de hydrauliske institutter for at finde den optimale facon til en
> given opgave.
>
> Var der ikke noget med at man fandt ud af at vandmodstanden blev mindre
> i forhold til en helt glat overflade, hvis man efterlignede hajernes ru
> overflade?
>
> (Det er i hvert fald det jeg prøver at overbevise mig selv om hvert
> forår, når jeg ser bundmalingen blive mere og mere uregelmæssig og bulet
> for hvert lag der kommer ovenpå :/ )
>
En af de væsentlige parametre i modstanden er de hvirvler der dannes
omkring, foran og bagved objektet. Disse forsøger man normalt at
reducere mest muligt, men man kan vel også forestille sig at man kan
udnytte dem positivt, fx. med skæl og ru overflade...
En anden ting der gør det svært at beregne modstanden er, at den ændrer
sig betydeligt, afhængig af om man er i luft eller vand, og hvis man kan
få båden til at løfte sig delvis op af vandet, kan den "forkerte" form
der medvirker til dette, kompenseres af den lavere vandmodstand. Det
gælder selvfølgelig i sit ekstreme planende både, men mindre kan også
gøre det. Visse planende både er yderligere udformet så der ledes luft
ind under bunden, båden glider så på en luftpude over vandoverfladen.
Dette leder mig til den modsatte konstruktion, - de store
krydstogtsskibe, der nyligt er set sejle under Storebæltsbroen, gik
dybere i vandet når hastigheden blev sat op. Logikken i det har jeg ikke
fundet ud af.
Yderligere et problem er at hvad der er optimalt ved en hastighed kan
være problematisk ved en anden hastighed, fx. på grund af ovennævnte
hvirvel problemer. Derfor optimeres også til den ønskede hastighed.
Et par eksempler på enkle virkemidler der har haft stor effekt:
På stævnen af store skibe satte man en torpedolignende spids, dette var
langt mere effektivt end den spidse form der tidligere var udbredt. Det
er vel dråbeformen der gør den mere effektiv.
På lastbiler monterede man en lille vindafviser på de forreste hjørner
af styrehuset. Derved bliver den luftmængde der vil ophobe sig foran
bilen ledt ud til siden, og langs bilen, og forbedre brændstoføkonomien
mærkbart. Det samme kan gøres med en (lille) vinge bag på bilen, til at
elliminere det undertryk der opstår bag bilen, - ses fx. ofte på nyere
stationcars, der har en kant eller en vinge foroven på bagsmækken. Har
yderligere den fordel at bagruden bliver mindre snasket.
Sorry, - jeg har ingen formler for det.
Mvh. Claus
| |
Harding E. Larsen (04-01-2011)
| Kommentar Fra : Harding E. Larsen |
Dato : 04-01-11 15:17 |
|
Selv tak!
Dit indspark omkring fiskenes form i forhold til de andre størrelser/
forhold giver lidt af mangfoldigheden. Hertil skal for både tillægges
påvirkningerne over vandet.
Det er jo sådan at i matematiske modeller fjerner man alle de
størrelser der kan gå op imod hinanden for at frembringe en simpel
forståelig model.
Hver skrogform har en unik form, der giver det bestemte håndterings-og
ydeevne. Skrogets form er udformet således, at det har den form der
bedst passer den type sejlads det var designet til. Hertil kommer
påvirkningerne fra sejlene.
Ved en given sejlhastighed, og bevægelsestilstand i øvrigt (fx bådens
gyngende og rullende bevægelser) kan man beregne bådens samlede
bevægelsesenergi.
Endvidere kunne man betragte tilførslen af den samlede
bevægelsesenergi per tidsenhed.
Energitilførslen hænger sammen med den acceleration som den samlede
kraftpåvirkning af båden bevirker.
Denne samlede kraftpåvirkning er (vektor-) summen af de påvirkninger
båden er udsat for. Dette omfatter fx. vinden (styrke og retning),
modstanden skroget oplever ved bevægelse gennem vandet, strømforhold i
vandet i forhold til bådens bevægelsesretning, luftmodstand og andre
aerodynamiske kræfter på den del af båden der er oven vande,
tyngdekræften mv. Desuden bevæger båden sig hele tiden hvilket gør at
disse kræfters angrebspunkter og -retninger konstant ændrer sig.
Accelerationen hænger sammen med bådens masse(Newtons 2 lov), samt
hvorledes kræfterne angriber(dvs at der også vil optræde
kraftmomenter, og derfor roterende bevægelser/accelerationer).
Herefter kan man i teorien løse det sæt differentialligninger der
opstår, og således beregne bådens bevægelsestilstand. Dette bevirker
så at man, i hvert fald i teorien, kan beregne et forløb for bådens
samlede bevægelsesenergi.
For at beregne sejlets "effekt" må man skulle lave to parallelle
beregninger. En med, og een uden sejl, og så se på forskellen.
Alt i alt et særdeles kompliceret regnestykke, hvor det ikke er muligt
at regne sig igennem uden en masse forenklinger og meget kraftige
computere. Desuden vil sejlets "effekt", hvis man vil tale herom, i
det hele taget være afhængig af hvordan man definerer begrebet.
Hvis man i det hele taget taler om sejlets effekt, vil jeg tro den
bedste vurdering heraf kommer fra faktiske målinger - dvs fra empirisk
viden. Det er nok også derfor du ser at man fx. bruger to "søsterbåde"
til at optimere bådens egenskaber. Her kunne man måle på bådens
hastighed, roterende bevægelser, osv. under forskellige ydre forhold
og så på basis heraf optimere på bådens udformning. Hvis man sejler de
to både samtidig, det samme sted osv. kan man nok i det store hele
tillade sig at antage at de ydre forhold er de samme (i hvertfald hvis
man måler over en passende tidsperiode), og derved lave direkte
sammenligninger af en given parameters indflydelse på bådens
sejlegenskaber. Det kunne fx. være sejlets ydeevne under forskellige
forhold.
Betragtningerne ovenfor er ikke specielt stringente, og tjener derfor
hovedsaglig til at illustrere problemstillingens kompleksitet.
Bemærk hvad jeg skrev i første indlæg nederst:
------
Så er der kun tilbage at lave forsøg med de forskellige emner, hvor
alt andet lige, er ens. ( så vidt det kan lade sig gøre).
Cykelhjelmen har kun én retning om hovedet ellers kan holdes stille.
Americas cup båden skal opfylde forskellige krav og er et større
kompromis.
Kajakken skal kunne drives fremad og ligesom cykelhjelmen påvirkes i
én retning og ikke af de mange påvirkninger som båden må indrettes til
at reagere under.
-----
Herudover findes et utal af skrogfomer hver med sine fortrin og
bagdele.
Flerskrogbåde er hurtigere end kølbåde, det skyldes det udover
stabiliteten (der ganske rigtigt gør, at man bedre kan udnytte
sejlenes effekt), at de meget slanke skrog yder en meget lille
modstand.
Det passer godt overens med ligningen som jeg opstillede i første
indlæg.
I den virkelige verden, vil man trimme, evt. rebe sejlene, så man
opnåede det bedste forhold mellem sejlenes drivende kraft og bådens
modstand, som bla. skyldes krængningen.
Så det oprindelige spørgsmåls svar, er faktisk det som Bjarke selv
svarer på med den lange tynde genstand; men i den praktiske verden
kommer der så meget i vejen for at drage sammenligning mellem kajakken
og Americas cup bådene.
Som en lille afslutning omkring det at skabe en båd er her en god
Skabelsesberetning: http://www.thuroe33.dk/skabelsesberetning.6
Mvh/Harding
On 4 Jan., 10:54, "Roderiet" <niels-ast...@webspeed.dk> wrote:
> Godt Nyt r til alle Det sl r mig lige, at n r Harding svarer pr cist
> i matematisk form og man selv m inds tte de parametre der g lder for det
> specifikke emne, s vil andre have et svar der d kker alt. Se lige p
> havdyrene og fiskene. Deres faconer er aldeles optimale. Alt efter
> habitat, levested, og vandtemperatur- og t thed er dyrene og fiskene af
> forskellig facon. Deraf kan udledes, at der ikke er et entydigt svar p
> det stillede sp rgsm l. Det eneste der er sikkert i det er at havdyrene og
> fiskene ikke bruger mere energi end h jst n dvendigt. mvh Niels F.
>
> "Bjarke@Escape" <maxi999.escape-kr lleA-gmail.com> skrev i meddelelsennews:4d1cc924$0$23762$14726298@news.sunsite.dk...
>
>
>
> > Ved en julkefrokost kom jeg til at diskuttere med en dykker og en
> > kajaksejler, hvilken form der er nemmest at fremdrive igennem vand.
>
> > En aerodynamisk cykelhj lm og k len p min b d er tyk fortil og flad
> > bagtil. Lige som en dr be der falder igennem luften.
>
> > En Amerikas cup sejlb d er n sten trekanten ovenfra
>
> > Og en kajak er spids i begge ender.
>
> > Hvis man skal tr kke et legeme igennem vand, hvilken form giver s mindst
> > modstand ? Og det er ikke en uendelig lang tynd genstand, for den har jo
> > ogs uendelig meget overflade og dermed uendelige stor modtand..... Bare
> > s det simple (og upraktiske) forslag ikke dukjker op.....
>
> > Bjarke- Skjul tekst i anførselstegn -
>
> - Vis tekst i anførselstegn -
| |
Harding E. Larsen (05-01-2011)
| Kommentar Fra : Harding E. Larsen |
Dato : 05-01-11 02:02 |
|
Ja dit indlæg giver flere enkeltelementer som skal medregnes og du
omtaler også anvendelsen af hjælpemidler der har til formål at
nedsætte modstanden ved at optimere vindens/vandets passage.
Du kunne også have taget winglets med på fly, som et hjælpemiddel til
farten/løftet. Se lidt forklaring her:
http://www.mh-aerotools.de/airfoils/winglets.htm
M.h.t. de store finskbyggede både der sejler under Storebæltsbroen så
sejler de igennem ved lavvande og samtidig sættes farten helt i
vejret. 140.000 hestekræfter skal tvinge skibets hastighed op på 45
kilometer i timen.
På den måde vil skibet presse sig længere ned i vandet, og der skulle
i sidste ende give den nødvendige frihøjde til broens underside.
Der er ikke meget vand mellem køl og havbund og den afstand mindskes
yderligere af nærheden til bunden. Båden suger sig nedad.
Helt generelt bliver store skibe konstrueret til at sejle optimalt med
en given dybgang. Dette justerer man med ballastvand.
Mvh/Harding
On 4 Jan., 23:20, - <""cbp33\"@hot(-)mail.com"> wrote:
> Den 04-01-2011 18:30, Ole Pagh skrev:
>
>
>
> > Roderiet sendte dette med sin computer:
> >> Se lige p havdyrene og fiskene. Deres faconer er aldeles optimale.
> >> Alt efter habitat, levested, og vandtemperatur- og t thed er dyrene og
> >> fiskene af forskellig facon. Deraf kan udledes, at der ikke er et
> >> entydigt svar p det stillede sp rgsm l. Det eneste der er sikkert i
> >> det er at havdyrene og fiskene ikke bruger mere energi end h jst
> >> n dvendigt.
>
> > Netop!
> > Og derfor tester og optimerer man i vindtunnel eller i store bassinger
> > p de hydrauliske institutter for at finde den optimale facon til en
> > given opgave.
>
> > Var der ikke noget med at man fandt ud af at vandmodstanden blev mindre
> > i forhold til en helt glat overflade, hvis man efterlignede hajernes ru
> > overflade?
>
> > (Det er i hvert fald det jeg pr ver at overbevise mig selv om hvert
> > for r, n r jeg ser bundmalingen blive mere og mere uregelm ssig og bulet
> > for hvert lag der kommer ovenp :/ )
>
> En af de v sentlige parametre i modstanden er de hvirvler der dannes
> omkring, foran og bagved objektet. Disse fors ger man normalt at
> reducere mest muligt, men man kan vel ogs forestille sig at man kan
> udnytte dem positivt, fx. med sk l og ru overflade...
> En anden ting der g r det sv rt at beregne modstanden er, at den ndrer
> sig betydeligt, afh ngig af om man er i luft eller vand, og hvis man kan
> f b den til at l fte sig delvis op af vandet, kan den "forkerte" form
> der medvirker til dette, kompenseres af den lavere vandmodstand. Det
> g lder selvf lgelig i sit ekstreme planende b de, men mindre kan ogs
> g re det. Visse planende b de er yderligere udformet s der ledes luft
> ind under bunden, b den glider s p en luftpude over vandoverfladen.
> Dette leder mig til den modsatte konstruktion, - de store
> krydstogtsskibe, der nyligt er set sejle under Storeb ltsbroen, gik
> dybere i vandet n r hastigheden blev sat op. Logikken i det har jeg ikke
> fundet ud af.
> Yderligere et problem er at hvad der er optimalt ved en hastighed kan
> v re problematisk ved en anden hastighed, fx. p grund af ovenn vnte
> hvirvel problemer. Derfor optimeres ogs til den nskede hastighed.
> Et par eksempler p enkle virkemidler der har haft stor effekt:
> P st vnen af store skibe satte man en torpedolignende spids, dette var
> langt mere effektivt end den spidse form der tidligere var udbredt. Det
> er vel dr beformen der g r den mere effektiv.
> P lastbiler monterede man en lille vindafviser p de forreste hj rner
> af styrehuset. Derved bliver den luftm ngde der vil ophobe sig foran
> bilen ledt ud til siden, og langs bilen, og forbedre br ndstof konomien
> m rkbart. Det samme kan g res med en (lille) vinge bag p bilen, til at
> elliminere det undertryk der opst r bag bilen, - ses fx. ofte p nyere
> stationcars, der har en kant eller en vinge foroven p bagsm kken. Har
> yderligere den fordel at bagruden bliver mindre snasket.
> Sorry, - jeg har ingen formler for det.
>
> Mvh. Claus- Skjul tekst i anførselstegn -
>
> - Vis tekst i anførselstegn -
| |
Henning Rasmussen (05-01-2011)
| Kommentar Fra : Henning Rasmussen |
Dato : 05-01-11 17:13 |
|
"Bjarke@Escape" <maxi999.escape-krølleA-gmail.com> skrev i en meddelelse
news:4d1cc924$0$23762$14726298@news.sunsite.dk...
> Ved en julkefrokost kom jeg til at diskuttere med en dykker og en
> kajaksejler, hvilken form der er nemmest at fremdrive igennem vand.
>
> En aerodynamisk cykelhjælm og kølen på min båd er tyk fortil og flad
> bagtil. Lige som en dråbe der falder igennem luften.
>
> En Amerikas cup sejlbåd er næsten trekanten ovenfra
>
> Og en kajak er spids i begge ender.
>
> Hvis man skal trække et legeme igennem vand, hvilken form giver så mindst
> modstand ? Og det er ikke en uendelig lang tynd genstand, for den har jo
> også uendelig meget overflade og dermed uendelige stor modtand..... Bare
> så det simple (og upraktiske) forslag ikke dukjker op.....
>
> Bjarke
Hej
Man kunne kigge på de nyeste u-både. Der kan selvfølgelig være
installationer, som har betydning for formen, men jeg tror, at der er lavet
mange beregninger og forsøg for at få formen så optimal som muligt.
--
Med sejlerhilsen
Henning _/) _/) _/)
| |
Harding E. Larsen (05-01-2011)
| Kommentar Fra : Harding E. Larsen |
Dato : 05-01-11 10:23 |
|
Ja U-båden kan vi også tage med til belysning af emnet.
Prøv at læse dette link, specielt side 7 øverst.
http://peecee.dk/upload/download/132031
Det er igen et eksempel på, at når man stiller et spørsmål hvor emnet
ikke begrænses, til f.eks. enten et emne helt neddykket i vandet eller
et overflade fartøj vil det give mange delemner der skal forklares,
for det er ikke nemt at sammenligne æbler og pærer, resultat kender
vi.
Der er brugt ringtig mange penge på en optimal U-bådskonstruktion; men
jeg vil tro at dette er meget lidt i forhold til tilsvarende
spendering på forholdene til flykonstruktioner.
Tillige vil det nok være nemmest på nettet og videnskablige
biblioteker at finde litteratur om emnet ud fra flykonstruktion.
Prøv bare at Google emnet: "airfoils calculator", der er lidt at se
på.
Mvh/Harding
On 5 Jan., 17:12, "Henning Rasmussen" <henningrasmuss...@hotmail.com>
wrote:
> "Bjarke@Escape" <maxi999.escape-kr lleA-gmail.com> skrev i en meddelelsenews:4d1cc924$0$23762$14726298@news.sunsite.dk...
>
>
>
>
>
> > Ved en julkefrokost kom jeg til at diskuttere med en dykker og en
> > kajaksejler, hvilken form der er nemmest at fremdrive igennem vand.
>
> > En aerodynamisk cykelhj lm og k len p min b d er tyk fortil og flad
> > bagtil. Lige som en dr be der falder igennem luften.
>
> > En Amerikas cup sejlb d er n sten trekanten ovenfra
>
> > Og en kajak er spids i begge ender.
>
> > Hvis man skal tr kke et legeme igennem vand, hvilken form giver s mindst
> > modstand ? Og det er ikke en uendelig lang tynd genstand, for den har jo
> > ogs uendelig meget overflade og dermed uendelige stor modtand..... Bare
> > s det simple (og upraktiske) forslag ikke dukjker op.....
>
> > Bjarke
>
> Hej
>
> Man kunne kigge p de nyeste u-b de. Der kan selvf lgelig v re
> installationer, som har betydning for formen, men jeg tror, at der er lavet
> mange beregninger og fors g for at f formen s optimal som muligt.
>
> --
> Med sejlerhilsen
> Henning _/) _/) _/)- Skjul tekst i anførselstegn -
>
> - Vis tekst i anførselstegn -
| |
Roderiet (06-01-2011)
| Kommentar Fra : Roderiet |
Dato : 06-01-11 11:27 |
|
Hallo der Jeg kigger tråden igennem og læser de gode indlæg og glæder
mig over al den viden som kommer tilsyne. Bjarke som startede tråden,
bemærkede at uendelig lange og tynde genstande ikke antoges at være optimale
fordi disse som følge af længden ville have uendelig stor modstand. Av
for den, for det er vel kendt at tommelfingerreglen for bådens hastighed
gennem vandet er : vandlinielængden i meter svarer til maks.-hastigheden i
knob ( sådan inden for en bælgvante ) og derfor vil den uendelig lange og
tynde form have en modstand nær nul. Prøv f.eks at montere en glat skive
på boremaskinen og sænke denne ( skiven , roterende ) ned i vand og se at
medrivningen er ubetydelig. mvh Niels F.
"Bjarke@Escape" <maxi999.escape-krølleA-gmail.com> skrev i meddelelsen
news:4d1cc924$0$23762$14726298@news.sunsite.dk...
> Ved en julkefrokost kom jeg til at diskuttere med en dykker og en
> kajaksejler, hvilken form der er nemmest at fremdrive igennem vand.
>
> En aerodynamisk cykelhjælm og kølen på min båd er tyk fortil og flad
> bagtil. Lige som en dråbe der falder igennem luften.
>
> En Amerikas cup sejlbåd er næsten trekanten ovenfra
>
> Og en kajak er spids i begge ender.
>
> Hvis man skal trække et legeme igennem vand, hvilken form giver så mindst
> modstand ? Og det er ikke en uendelig lang tynd genstand, for den har jo
> også uendelig meget overflade og dermed uendelige stor modtand..... Bare
> så det simple (og upraktiske) forslag ikke dukjker op.....
>
> Bjarke
| |
Harding E. Larsen (06-01-2011)
| Kommentar Fra : Harding E. Larsen |
Dato : 06-01-11 03:49 |
|
Ja men båden er heller ikke uendelig lang og så har den en kurvet
form, sejler i overfladen og formen laver en hækbølge der trækker
båden ned. ( Vi snakker ikke3 om speedbåde, for her er forholdene helt
anderledes)
Ja, medrivningen er ikke stor på en skive; men alt er relativt.
Mvh/Harding.
On 6 Jan., 11:26, "Roderiet" <niels-ast...@webspeed.dk> wrote:
> Hallo der Jeg kigger tråden igennem og læser de gode indlæg og glæder
> mig over al den viden som kommer tilsyne. Bjarke som startede tråden,
> bemærkede at uendelig lange og tynde genstande ikke antoges at være optimale
> fordi disse som følge af længden ville have uendelig stor modstand. Av
> for den, for det er vel kendt at tommelfingerreglen for bådens hastighed
> gennem vandet er : vandlinielængden i meter svarer til maks.-hastigheden i
> knob ( sådan inden for en bælgvante ) og derfor vil den uendelig lange og
> tynde form have en modstand nær nul. Prøv f.eks at montere en glat skive
> på boremaskinen og sænke denne ( skiven , roterende ) ned i vand og se at
> medrivningen er ubetydelig. mvh Niels F.
> "Bjarke@Escape" <maxi999.escape-krølleA-gmail.com> skrev i meddelelsennews:4d1cc924$0$23762$14726298@news.sunsite.dk...
>
>
>
> > Ved en julkefrokost kom jeg til at diskuttere med en dykker og en
> > kajaksejler, hvilken form der er nemmest at fremdrive igennem vand.
>
> > En aerodynamisk cykelhjælm og kølen på min båd er tyk fortil og flad
> > bagtil. Lige som en dråbe der falder igennem luften.
>
> > En Amerikas cup sejlbåd er næsten trekanten ovenfra
>
> > Og en kajak er spids i begge ender.
>
> > Hvis man skal trække et legeme igennem vand, hvilken form giver så mindst
> > modstand ? Og det er ikke en uendelig lang tynd genstand, for den har jo
> > også uendelig meget overflade og dermed uendelige stor modtand..... Bare
> > så det simple (og upraktiske) forslag ikke dukjker op.....
>
> > Bjarke- Skjul tekst i anførselstegn -
>
> - Vis tekst i anførselstegn -
| |
Bjarke@Escape (08-01-2011)
| Kommentar Fra : Bjarke@Escape |
Dato : 08-01-11 17:06 |
|
JO, men det er jo fofrdi der er rigtigt mange faktorer der (til trods for
de alle enkeltstående er simple) gør svaret umådeligt kompliceret. Det
uendelig lange skrove har ingen modstand som følge af bølgerne med stor
modsatnd som følge af den meget store (uendelige) overflade.
Jeg tror man må sige det er svært at svare på. Det mest pragmatiske er nok
at konstatere at en ubåd og en hurtig fisk/hval har nogenlunde samme form:
rund og tyk fortil og smallere bagtil. Så det er nok tæt på det optimale
(under vand).
Bjarke
"Harding E. Larsen" skrev i meddelelsen
news:b5564d71-7587-445f-8f31-c23431419926@s5g2000yqm.googlegroups.com...
Ja men båden er heller ikke uendelig lang og så har den en kurvet
form, sejler i overfladen og formen laver en hækbølge der trækker
båden ned. ( Vi snakker ikke3 om speedbåde, for her er forholdene helt
anderledes)
Ja, medrivningen er ikke stor på en skive; men alt er relativt.
Mvh/Harding.
On 6 Jan., 11:26, "Roderiet" <niels-ast...@webspeed.dk> wrote:
> Hallo der Jeg kigger tråden igennem og læser de gode indlæg og glæder
> mig over al den viden som kommer tilsyne. Bjarke som startede tråden,
> bemærkede at uendelig lange og tynde genstande ikke antoges at være
> optimale
> fordi disse som følge af længden ville have uendelig stor modstand. Av
> for den, for det er vel kendt at tommelfingerreglen for bådens hastighed
> gennem vandet er : vandlinielængden i meter svarer til maks.-hastigheden i
> knob ( sådan inden for en bælgvante ) og derfor vil den uendelig lange
> og
> tynde form have en modstand nær nul. Prøv f.eks at montere en glat
> skive
> på boremaskinen og sænke denne ( skiven , roterende ) ned i vand og se at
> medrivningen er ubetydelig. mvh Niels F.
> "Bjarke@Escape" <maxi999.escape-krølleA-gmail.com> skrev i
> meddelelsennews:4d1cc924$0$23762$14726298@news.sunsite.dk...
>
>
>
> > Ved en julkefrokost kom jeg til at diskuttere med en dykker og en
> > kajaksejler, hvilken form der er nemmest at fremdrive igennem vand.
>
> > En aerodynamisk cykelhjælm og kølen på min båd er tyk fortil og flad
> > bagtil. Lige som en dråbe der falder igennem luften.
>
> > En Amerikas cup sejlbåd er næsten trekanten ovenfra
>
> > Og en kajak er spids i begge ender.
>
> > Hvis man skal trække et legeme igennem vand, hvilken form giver så
> > mindst
> > modstand ? Og det er ikke en uendelig lang tynd genstand, for den har jo
> > også uendelig meget overflade og dermed uendelige stor modtand.....
> > Bare
> > så det simple (og upraktiske) forslag ikke dukjker op.....
>
> > Bjarke- Skjul tekst i anførselstegn -
>
> - Vis tekst i anførselstegn -
| |
|
|