Problematik bei der Umsetzung von X-foils bei der Foilerdimensionierung

F

FrechenRolf

User
ja

ja

,ja. Das mit dem Hochheben war echt kompliziert. Dann schleichen sich kleinste Fehler ein und schon stimmt was nicht.
Leider zeigt sich das meist erst in der Praxis.
bis demnächst am See.

die Tage, Rolf
 
F

FrechenRolf

User
Ja

Ja

,ja. Das mit dem Hochheben war echt kompliziert. Dann schleichen sich kleinste Fehler ein und schon stimmt was nicht.
Leider zeigt sich das meist erst in der Praxis.
Bis demnächst am See.

die Tage, Rolf
 
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multihull40

User
Rolf, da hast Du recht.
Nur wir können nur das ableiten anhand der Daten die uns vorliegen. Ich hatte bei mir im ersten Ansatz auch einen Fehler drin. Beim Runterrechnen von 20m/s beim AC72 auf 10m/s hatte ich nicht beachtet daß die Riggkraft nicht const bleibt, sondern sich auch reduziert. Das habe ich dann in der Folgerechnung rausgefunden und nachträglich über Faktor korregiert.
Ich habe auch gesagt dies sind ca. Richtwerte um überhaupt sich einer Größenordnung anzunähern, damit man überhaupt dimensionieren kann.
Sonst ist es totaler Blindflug. Es ist also eine Mischung zwischen in der Praxis gefundenen Werten z.B. Windenkraft , Foilergröße und Aufsteigen des Bootes bei welcher Windstärke? und mathematischer Theorie. Und dies nochmal verglichen mit den Werten eines 20m Bootes.
Die Winde hat nun diese Kraft und bleibt bei höheren Böen also größer 10m/s schon stehen und zieht nicht mehr komplett durch.
Das war einer der Gründe warum Du und andere auf die Australienwinde gegangen bist...Beim Swingrigg liege ich etwas günstiger.Aber dennoch blieb die stehen.
Hier noch mal die genauere Berechnung der Windenkraft:
Winde 13kp/cm ,Trommeldurchmesser 3,2 cm, Pwinde = 13/3,2 = 4,06 kp.
Holepunktabstand Baum vom Rigg bei mir ca 12cm. 4,06 kp*12cm = 48,7 kp/cm = 48,7 N/dm.Davon habe ich anteilg 15 fürs Die Krängung angesetzt..
 
M

multihull40

User
multihull40 schrieb:
Rolf, da hast Du recht.
Nur wir können nur das ableiten anhand der Daten die uns vorliegen. Ich hatte bei mir im ersten Ansatz auch einen Fehler drin. Beim Runterrechnen von 20m/s beim AC72 auf 10m/s hatte ich nicht beachtet daß die Riggkraft nicht const bleibt, sondern sich auch reduziert. Das habe ich dann in der Folgerechnung rausgefunden und nachträglich über Faktor korregiert.
Ich habe auch gesagt dies sind ca. Richtwerte um überhaupt sich einer Größenordnung anzunähern, damit man überhaupt dimensionieren kann.
Sonst ist es totaler Blindflug. Es ist also eine Mischung zwischen in der Praxis gefundenen Werten z.B. Windenkraft , Foilergröße und Aufsteigen des Bootes bei welcher Windstärke? und mathematischer Theorie. Und dies nochmal verglichen mit den Werten eines 20m Bootes.
Die Winde hat nun diese Kraft und bleibt bei höheren Böen also größer 10m/s schon stehen und zieht nicht mehr komplett durch.
Das war einer der Gründe warum Du und andere auf die Australienwinde gegangen bist...Beim Swingrigg liege ich etwas günstiger.Aber dennoch blieb die stehen.
Hier noch mal die genauere Berechnung der Windenkraft:
Nochmal, der Windentrommeldurchmesser auf Radius umgerechnet.
Winde 13kpcm,Trommelradius 3,2/2=1,6cm,also 13/1,6= 8,13 kp. Holepunktabstand Baum zum Rigg ca.12cm, 8,13*12= 97 kpcm...
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multihull40

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multihull40 schrieb:
Rolf nochmal Teil2

nun wird es etwas schwieriger.

Teil2 Berechnung der Auftriebskraft N/dm2 bei 10m/s.
nach der klassischen Formel:

FL=1/2 D* v2* cL *A=q* cL* A
FL ' =' 'Auftriebskraft
D' =' 'Mediendichte = f(T p)
v ' =' 'Geschwindigkeit
cL ' =' 'Auftriebsbeiwert = f(AoA Konfig)
A ' =' 'Flügelfläche
q ' =' 'Staudruck, dynamischer Druck (engl: Dynamic Pressure)

da uns der Auftriebsbeiwert unbekannt ist und auch keine Strömungsversuchmessergebnisse vorliegen mit unseren Foilerdimensionen müssen wir halt die Umkehrmethode wählen als Basis für weitere Berechnungen:

Wir haben allerdings mehrere Anhaltswerte:
1. RC Mini40 Modelle
V-Foilerdimension 0,6 *3 dm, Ausklappwinkel ca.35°= 1,86 dm reproduzierte Länge.
C-Foiler ca. Dto.
Modellgewicht ca.3kg.
Riggvektor Foiler ca. 15Kg
Summe p Foiler 180N bei 10m/s
2. AC72 C-Foilerdimension 7*20 dm ,Ausklappwinkel ca.35° = 12,22 dm reproduzierte Länge.
genannte Druckbelastung bei ca. 20m/s 7000kg.=70000N
Summe p Foiler 70000N bei 20m/s

Nun fangen wir mal an munter zu rechnen:

1. P= 180/(0,6*1,86)=162,23N/dm2 bei 10m/s.
2. P=70000/(7*12,22)= 818,33N/dm2 bei 20m/s, also geteilt durch Faktor 4 = 204,53 N/dm2 bei 10m/s.

Rolf gehen wir nochmal zurück in den Teil 2 Hier sind die Kräfte nach den Daten die uns vorliegen ausgerechnet worden. Heiko hat dies auch kritisch überprüft und als nachvollziehbar beschrieben. Die Daten für P2 stammen vom AC72 real...P1 stammt von mir, der 6cm breite Foiler, 30cm lang hebt das komplette Bootgewicht plus Riggkraft bei Windstärke 5-6 bft....
Der Auftriebswert bei 10m/s ist rechnerisch 20,4 kp/dm2. Das Bootsgewicht plus Riggkraftvektor 16,2 kp/dm2. Aus der Differenz habe ich im Teil3 die Lifthöhe ermittelt.
Diese Lifthöhe entspricht den Lifthöhen in den eingestellten Videos.
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Rene
 
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multihull40

User
Untersuchung des Verdrängungswiderstandes

Untersuchung des Verdrängungswiderstandes

Nun der spannend erwartete Teil4

Teil4

Ermittlung des Verdrängungswiderstandes

Ich bin hier alternativ zum H20 Paradoxom von einem anderen mathematischen Lösungsansatz vom Impulssatz ausgegangen um die Hypothese zu überprüfen:

P=M*V Impulssatz

Massedefinition:
Masse =Volumen * Dichte

Ansatz der abgeleiteten Verdrängungsgleichung:
P verdrängung=Masse verdrängung*V = Masse Foiler * Verdrängungsdichte Wasser* Geschwindigkeit V

Massefoiler: Breite*Länge*Profilstärke*Korrekturfaktor 0,65 Profilvolumenermittlung*Dichte Wasser

P verdrängung = 0,6*1,85*0,06*0,65*1*10m/s

P verdrängung = 4,33 N bei 10m/s

Hieraus ergeben sich folgende Abhängigkeiten:

Bei Verdopplung des Foiler Volumens und Geschwindigkeit addieren sich die Verdopplungsfaktoren zu Faktor 4.
Hieraus folgt 4,33*4=17,32 N bei 20m/s

Hieraus leitet sich ab:
Bei linearer Erhöhung der Profilstärke bei Vergrößerung des Profilvolumens und Verdopplung der Geschwindigkeit erhöht sich der anteilige eingetauchte Verdrängungswiderstand des Foilers um Faktor 4.

Fazit:
Bei Verdopplung der Geschwindigkeit und Reduzierung der Foilereintauchtiefe um ca.25% durch die Vergrößerung der Aufsteighöhe , steigt der Foiler-Verdrängungswiderstand um Faktor 2= 200-25=175% bei ursprünglicher Foilergröße, bei Verdopplung der Foilergröße mit linearer Profildickenerhöhung um Faktor 4= 400-25=375%.

Gruß

Rene

Im Teil5 kommen wir zur gewählten Dimensionierung des Foilers für eine Offtakespeed von 5m/s.
 
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multihull40

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Hydroptere schrieb:
:D
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Andreas, alles verstanden von Teil1-Teil4???

der wesentliche Unterschied liegt im Unterschied zu Deinen Profiluntersuchen in der Strömung und Widerstandsmessungen die Du auch vor hast, die ich übrigens gut finde, im Dichteunterschied zu Luft im 870 fachen...Faktor. Wenn Du Dir den Teil4 anschaust, der beinhaltet übrigens nur die Foilerbetrachtung über die Verdrängung der eingetauchten Foilermasse gegen Wasser Dichte 1kp/dm3 ohne den Widerstandsvektor der über den Anstellungswinkel entsteht und natürlich ohne Bootsgewicht und Vortriebsvektor.
Aber Du kannst jetzt schön nachvollziehen,wann durch Vortriebskraft über Hebel zum Foilerdruckpunkt gegen Verdrängungswiderstand das Boot kentern muss, wenn es kein ausgleichendes Moment vom Ruderfoiler bzw. plus achterliche zusätzliche Auflastung bekommt.
Übrigens die Universität Tübingen beschäftigt sich auch mit dem Strömungswiderstands- Paradoxum,habe ich heute zufällig im Netz gefunden..Ein aktuelles Thema seit dem 17th.Jahrhundert übrigens,wo halt Theorien im umgekehrten Sinne aufgetellt worden sind,also strömungswiderstandslose symetrische Strömungskörper in unendlichen Flüssigkeitsdimensionen.Das ist aber dann über die Masse mal Beschleunigungs und Impuls-Theorien wie hier vorgetragen, real niemals bestätigt worden.

Gruß

Rene
 
A

Aero-Fanboy

User
rene,
dass ich nicht konform damit gehe, dass du den foilerauftrieb mit der kränkungskraft bzw. der schotkraft in Korrelation bringst sei mal dahin gestellt...

aber was du im teil 4 erläuterst ist Haare sträubend. ist dir klar was du da behauptest? wenn du rein über das Volumen gehst, dann heißt das, dass eine ebene platte bspw immer den selben Widerstand hat egal ob sie nun längs zur Strömung oder quer dazu steht. dass dies nicht der Realität entspricht weiß jedes kleine kind! überarbeite deine theorien diesbezüglich doch bitte noch einmal....
 
M

multihull40

User
Heiko,
hier sind weder Strömungsbeiwerte aus Profilformen,Strömungswiderstandsflächen, -veränderungen über Anstellwinkel drin.
Hier sind bewusst keine Massenträgheiten, also Bootsgewicht und Vortriebsvector drin.
Sondern diese Betrachtung beschränkt sich bewusst auf die Bedingung am Foiler im logischen Ansatz:
Ein Körper mit Masse X, der eingetaucht im Medium beschleunigt wird, erzeugt einen Verdrängungswiderstand der seinem Volumen, der Dichte des Mediums und der momentanen Geschwindigkeit entspricht.
Heiko dies erklärt den Kentervorgang:
Wenn zusätzlich zum Foilerverdrängungswiderstand nur 30% des Floatsvolumen ,also ca. 30% von 7,5-9 ltr Volumen die Eintauchmasse erhöht und Du verechnest dies über die Dichte Wasser und Geschwindigkeit. Dann muss das Boot kentern. Und es kentert in der Realität.

Heiko, übrigens in der Physik gibt es seit Jahrhunderten heftige sachliche Auseinandersetzungen um angesetzte Lösungsmodelle:cool:. Auch immer unter dem nicht sachlichen Aspekt,kann es einen Anderen mit vielleicht anderen besserem Verständnis/Erklärungsansatz geben.

Also morgen Teil 5 ,Dimensionierung und rechnerische Kontrolle

Und irgendwann im Teil 6 kannst Du dann Cfx ansetzen, um zu überprüfen,ob Du in den Beiwerten im Einfluß von x/tel % noch was optimieren kannst.

Gruß

Rene
 
A

Aero-Fanboy

User
multihull40 schrieb:
Heiko,
hier sind weder Strömungsbeiwerte aus Profilformen,Strömungswiderstandsflächen, -veränderungen über Anstellwinkel drin.
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Ok, dann warte ich mal deine weiteren ausführungen ab.... mir ist jedenfalls nicht klar was mir ein verdrängungswiderstand bringen soll der oben genanntes alles nicht berücksichtigt, mal ganz umhin, dass die herleitung in meinen augen doch eher fraglich ist... aber gut, ich lese mit....
 
Hydroptere

Hydroptere

User
Verversteht hier was?

Verversteht hier was?

multihull40 schrieb:
Andreas, alles verstanden von Teil1-Teil4???

der wesentliche Unterschied liegt im Unterschied zu Deinen Profiluntersuchen in der Strömung und Widerstandsmessungen die Du auch vor hast, die ich übrigens gut finde, im Dichteunterschied zu Luft im 870 fachen...Faktor. Wenn Du Dir den Teil4 anschaust, der beinhaltet übrigens nur die Foilerbetrachtung über die Verdrängung der eingetauchten Foilermasse gegen Wasser Dichte 1kp/dm3 ohne den Widerstandsvektor der über den Anstellungswinkel entsteht und natürlich ohne Bootsgewicht und Vortriebsvektor.
Aber Du kannst jetzt schön nachvollziehen,wann durch Vortriebskraft über Hebel zum Foilerdruckpunkt gegen Verdrängungswiderstand das Boot kentern muss, wenn es kein ausgleichendes Moment vom Ruderfoiler bzw. plus achterliche zusätzliche Auflastung bekommt.
Übrigens die Universität Tübingen beschäftigt sich auch mit dem Strömungswiderstands- Paradoxum,habe ich heute zufällig im Netz gefunden..Ein aktuelles Thema seit dem 17th.Jahrhundert übrigens,wo halt Theorien im umgekehrten Sinne aufgetellt worden sind,also strömungswiderstandslose symetrische Strömungskörper in unendlichen Flüssigkeitsdimensionen.Das ist aber dann über die Masse mal Beschleunigungs und Impuls-Theorien wie hier vorgetragen, real niemals bestätigt worden.

Gruß

Rene
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....versuche deinen Gedankengängen zu folgen......

wer hat den gesagt ich wollte im Windkanal Hydrofoils untersuchen? Setz hier bitte keine Gerüchte in die Welt!:mad:
Übrigens kann ich die Dynamik eines solchen Gamtsystems sehr gut nachvollziehen und berechnen.
Wie du von einem Drehmoment einer Segelwinde auf den vertikalen Kraftvektor am Foil schliesst ist mir absolut schleierhaft und von dir rechnerisch hier nicht nachgewiesen.

aber mir sträuben sich wieder einmal die Haare, wenn ich sehe wie du die Dimensionen durcheinander wirfst. Wir kennen das ja bereits aus vorangegangen Herleitungsversuchen von dir.......

multihull40 schrieb:
Ich bin hier alternativ zum H20 Paradoxom von einem anderen mathematischen Lösungsansatz vom Impulssatz ausgegangen um die Hypothese zu überprüfen:

P=M*V Impulssatz

Massedefinition:
Masse =Volumen * Dichte

Ansatz der abgeleiteten Verdrängungsgleichung:
P verdrängung=Masse verdrängung*V = Masse Foiler * Verdrängungsdichte Wasser* Geschwindigkeit V

Massefoiler: Breite*Länge*Profilstärke*Korrekturfaktor 0,65 Profilvolumenermittlung*Dichte Wasser

P verdrängung = 0,6*1,85*0,06*0,65*1*10m/s

P verdrängung = 4,33 N bei 10m/s

Hieraus ergeben sich folgende Abhängigkeiten:

Bei Verdopplung des Foiler Volumens und Geschwindigkeit addieren sich die Verdopplungsfaktoren zu Faktor 4.
Hieraus folgt 4,33*4=17,32 N bei 20m/s
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Nach dem Newton'schen Axiom ist der Impuls immer noch

F = m x a
m=Masse in [kg] und a=Beschleunigung [m/s²] d.h. F in [N]

I = m x w
w =Geschwindigkeit [m/s] d.h. I in [kg m/s]


Was heissst denn dein P Verdrängung und definiere bitte mal deinen Korrekturfaktor ??

-wie war das noch mit Ppi's Lied @Jens-
 
Zuletzt bearbeitet:
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mij

User
A Provocative Assertion

A Provocative Assertion

Rene and all,

I admit that I am struggling to follow this debate with Google Translator, so I may be missing the point. However, it seems to me that the situation that you are trying describe mathematically is so complex that you either need to throw a full CFD simulation at it, or just stick with experimentation. This seems to me to be the beauty of working at a small scale - it doesn't cost millions of dollars to try ideas out.

While I'm being provocative, another assertion along these lines: despite the ability to quickly try ideas out at low cost with scale models there doesn't seem to be much innovation coming from this hobby. There seems to be a lot of following but not much leading.

Jim.
 
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multihull40

User
mij schrieb:
Rene and all,

I admit that I am struggling to follow this debate with Google Translator, so I may be missing the point. However, it seems to me that the situation that you are trying describe mathematically is so complex that you either need to throw a full CFD simulation at it, or just stick with experimentation. This seems to me to be the beauty of working at a small scale - it doesn't cost millions of dollars to try ideas out.

While I'm being provocative, another assertion along these lines: despite the ability to quickly try ideas out at low cost with scale models there doesn't seem to be much innovation coming from this hobby. There seems to be a lot of following but not much leading.

Jim.
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Hi Jim,
yes it`s quite complicate.The main reason to do this caculationwork before you go in cfx analysis or CFD-simulation, is simple.
You need a base dimension of the foils to start the further optimasion with cfx and other tools.
There is no ready programed pc-tool for scale or semi scale models available.
On the other hand, when you start your designsstudies at first with CFD-simulations,cfx-tools or freeship, what i have done, you produce nice pictures, but not more....for a good performance to have to recalculate all influencefactors to the targetscale in water.... Thats the problem.... 1:1 Transforming in a working Mini40 scale is not possible.
regards


Rene
 
M

multihull40

User
Hydroptere schrieb:
....versuche deinen Gedankengängen zu folgen......

wer hat den gesagt ich wollte im Windkanal Hydrofoils untersuchen? Setz hier bitte keine Gerüchte in die Welt!:mad:
Übrigens kann ich die Dynamik eines solchen Gamtsystems sehr gut nachvollziehen und berechnen.
Wie du von einem Drehmoment einer Segelwinde auf den vertikalen Kraftvektor am Foil schliesst ist mir absolut schleierhaft und von dir rechnerisch hier nicht nachgewiesen.

aber mir sträuben sich wieder einmal die Haare, wenn ich sehe wie du die Dimensionen durcheinander wirfst. Wir kennen das ja bereits aus vorangegangen Herleitungsversuchen von dir.......



Nach dem Newton'schen Axiom ist der Impuls immer noch

F = m x a
m=Masse in [kg] und a=Beschleunigung [m/s²] d.h. F in [N]

I = m x w
w =Geschwindigkeit [m/s] d.h. I in [kg m/s]


Was heissst denn dein P Verdrängung und definiere bitte mal deinen Korrekturfaktor ??

-wie war das noch mit Ppi's Lied @Jens-
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Lieber Andreas,

zu Deinem oberen Teil, ich persönlich denke, daß eine Untersuchung von Profilen unter Wasserströmungsbedingungen wesentlich sinnvoller wäre...
Profile unter Luftbedingungen sind nach meiner Meinung umfassend mit den vorhandenen Tools bearbeitbar.
Zu Deiner Bemerkung Schotzugkraft. Ich setze lieber bekannte berechenbare Größenordnung zur Simulation und Annäherungsrechnung ein als unbekannte nicht gemessene.
Zu den abgeleiteten Verdrängungswiderstand- Gleichungen, die ist in der Antwort an Heiko umfassend erklärt.
Der errechnete Wert ist die Verdrängungswiderstand bei der momentanen V der bewegten Masse abgeleitet aus jeweiligem Foilertauchvolumen und Verdrängungsmediumsdichte Wasser. Ich sehe auch keinen Widerspruch in den Umwandlungen kg zu N, cm zu dm, oder m/s zu der benannten Definition. Einen Lösungsansatzversuch zum Thema Verdrängungswiderstand habe ich bisher hier überhaupt noch nicht gesehen. Auch von Dir nicht.
Andreas etwas mehr Selbstkritik in der Istanalyse des jetzigen Foilerstatus würde Dir gutstehen....erinnert mich irgendwie an die A-Klasse von Daimler und den Elschtest. Nur dort lag es am Opportunismus. Woran liegt es bei Dir?

Gruß

Rene
 
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multihull40

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multihull40 schrieb:
Lieber Andreas,

zu Deinem oberen Teil, ich persönlich denke, daß eine Untersuchung von Profilen unter Wasserströmungsbedingungen wesentlich sinnvoller wäre...
Profile unter Luftbedingungen sind nach meiner Meinung umfassend mit den vorhandenen Tools bearbeitbar.
Zu Deiner Bemerkung Schotzugkraft. Ich setze lieber bekannte berechenbare Größenordnung zur Simulation und Annäherungsrechnung ein als unbekannte nicht gemessene.
Zu den abgeleiteten Verdrängungswiderstand- Gleichungen, die ist in der Antwort an Heiko umfassend erklärt.
Der errechnete Wert ist die Verdrängungswiderstand bei der momentanen V der bewegten Masse abgeleitet aus jeweiligem Foilertauchvolumen und Verdrängungsmediumsdichte Wasser. Ich sehe auch keinen Widerspruch in den Umwandlungen kg zu N, cm zu dm, oder m/s zu der benannten Definition. Einen Lösungsansatzversuch zum Thema Verdrängungswiderstand habe ich bisher hier überhaupt noch nicht gesehen. Auch von Dir nicht.
Andreas etwas mehr Selbstkritik in der Istanalyse des jetzigen Foilerstatus würde Dir gutstehen....erinnert mich irgendwie an die A-Klasse von Daimler und den Elschtest. Nur dort lag es am Opportunismus. Woran liegt es bei Dir?

Gruß

Rene
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p.s. Korrekturfaktor ist wiederum ein einfacher Annäherungsfaktor, der den volumen-gerechneten Foiler-Rechteckstab in einen stromlinienförmigen Profilkörper reduziert(korregiert). Da hättest Du aber nun auch selbst draufkommen können. Die Praxis-Werte passen übrigens sehr gut zum ausgeliterten Volumen...
 
Hydroptere

Hydroptere

User
Klarstellung

Klarstellung

multihull40 schrieb:
Lieber Andreas,

zu Deinem oberen Teil, ich persönlich denke, daß eine Untersuchung von Profilen unter Wasserströmungsbedingungen wesentlich sinnvoller wäre...
Profile unter Luftbedingungen sind nach meiner Meinung umfassend mit den vorhandenen Tools bearbeitbar.
Zu Deiner Bemerkung Schotzugkraft. Ich setze lieber bekannte berechenbare Größenordnung zur Simulation und Annäherungsrechnung ein als unbekannte nicht gemessene.
Zu den abgeleiteten Verdrängungswiderstand- Gleichungen, die ist in der Antwort an Heiko umfassend erklärt.
Der errechnete Wert ist die Verdrängungswiderstand bei der momentanen V der bewegten Masse abgeleitet aus jeweiligem Foilertauchvolumen und Verdrängungsmediumsdichte Wasser. Ich sehe auch keinen Widerspruch in den Umwandlungen kg zu N, cm zu dm, oder m/s zu der benannten Definition. Einen Lösungsansatzversuch zum Thema Verdrängungswiderstand habe ich bisher hier überhaupt noch nicht gesehen. Auch von Dir nicht.
Andreas etwas mehr Selbstkritik in der Istanalyse des jetzigen Foilerstatus würde Dir gutstehen....erinnert mich irgendwie an die A-Klasse von Daimler und den Elschtest. Nur dort lag es am Opportunismus. Woran liegt es bei Dir?

Gruß

Rene
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Multihull40,
abgesehen davon, dass du ja Dimensionsbetrachtungen konsequent ignorierst, man deinen Herleitungen selbst in Melbourne nicht folgen kann und dann noch hier verbreitest es gäbe kein Berechnungsprogramm zur Auslegung solcher Modelle, dann erinnere ich hier gerne an meinen post aus Dez. 2012.
Dieser post scheint ja von dir wie man sieht keinerlei Beachtung gefunden zu haben.
Deine bisher hier geposteten Abhandlungen, "Herleitungen" , Formeln sind ja nun nicht unbedingt was neues, mal davon abgesehen das vieles fehlerbehaftet ist und von dir im weiteren Verlauf nicht korrigiert wird, wie z.B. der fehlende Querkraftvektor und die daraus resultierende zusätzliche Foilerkraft am AC72.
Klar das Drehmoment der AC72-Segelwinde kennst du ja wohl auch, wie vieles andere.

Hydroptere schrieb:
Nach langem Studium, vielen Überlegen und Umsetzung in ein Excel-Kalkulationssheet ist es soweit!

Hydro - FoilCalc V1.0

steht in der Rohfassung!

Anhang anzeigen 915963
Anhang anzeigen 915965
Anhang anzeigen 915966

Mit dem Kalkulationssheet lassen sich alle wichtige Parameter und Konstruktionsvorgaben für einen Foilersegler vorgeben:
1. Wing- oder Segelfläche
2. Anstellwinkel zum scheinbaren Wind
3. Wahre Windgeschwindigkeit
4. Foilerflächen vorn und hinten
5. Cl- und Cd-Werte
6. Geometrie der wichtigsten Konstruktionsdaten und Bootselemte
7. Bootsgewicht uund Trimmgewicht (bei Bedarf)
8. Dampfdruck bei Wassertemperatur......ect.

Es errechnet aufgrund der Daten die:
1. Die scheinbare Windgeschwindigkeit
2. Auftriebs-, Quer- und Vortriebskräfte am Wing/Segel
3. Auftretende Reaktionskräfte an den Foils wie Auftrieb und Strömungswiderstand
4. effektive/aktive Foilerfläche
5. 3D-Momentenkkontrolle des gesamten dynamischen Systems
6. Überschuss an Vortriebskraft
7. erforderliche Auf- oder Abtriebskraft am Heckfoil sowie dessen Widerstand
8. Kontrolle ob Kavitation am vorderen Foil auftritt - ein highlight -!!
ect.....ect.
und das Beste.....das System segelt stabil in der horizontalen, trotz der Querkräfte...- wie die KIWIS es vormachen -:):):):cool:

Anhang anzeigen 915985

Viel Spass beim Studium und analysieren.

P.S.: Ich habe sogar schon die Nesspresso der KIWIS damit gerechnet ......das geht und die Ergebnisse sind der Hammer. Nur ein Beispiel: bei 45 kn Boots speed treten neben der beginnenden Kavitation Auftriebskräfte am Leefoil von über 30 Tonnen auf!!! Da weiss man plötzlich warum die ORACLE die Ohren angelegt hat:D:D:D:D

Ohne ein wenig Theorie geht sowas halt nicht............
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Ohne meine Überlegungen, die letztlich alle in FoilCalc eingeflossen sind, würde mein kleiner AC45 nicht so erfolgreich fliegen wie im ersten Jahr nach der Fertigstellung. Natürlich ist auch dieses Boot immer noch in der Erprobungs- und Entwicklungsphase aber die Basics stehen.

1045063_134836250057222_2036873286_n.jpg


Hingegen führt dein Wissens- und Entwicklungsstand dazu, das dein TRI-Foiler in den Floats überdimensioniertes Auftriebsvolumen mit sich rumschleppt, was dazu führt, dass die Foils nichtmal im Wasser fahren und damit unwirksam sind.
Wer solche Entwicklungsarbeitet leisten will wie du, der sollte a) seine Foilachsen nicht mit Sekundenkleber im Anstellwinkel fixieren und b) Foils mit ner Oberflächenrauhigkeit von 10er Schleifpapier fahren. Von der mangelhaften Heckfoilereinstellmöglichkeit möchte ich hier erst garnicht reden.

1235051_158417314365782_1324625847_n.jpg


Wo der Zusammenhang bei der Mini40 Klasse und der A-Klasse von Daimler und dem Elchtest seien soll verstehe ich leider nicht.
Nur bei dem Stichwort Opportunismus erinnere ich mich wieder an diesen gebräuchlichen Begriff aus der Ökologie der das Verhalten von an sich harmlosen Parasiten beschreibt, die bei einer Abwehrschwäche zu gefährlichen Krankheitserregern werden.

Bei mir liegt es übrigens daran, dass ich Spass am Segeln habe :) und weiss, dass man die Physik nicht auf den Kopfstellen kann:D:D:D
 
E

egi1610

User
eine Kraft ist eine Kraft, ein Gewicht eine Masse, ein Druck ein Druck, einen Eindruck der sich mir erstellt ist:
Rene versucht uns etwas klarzumachen, nur verwürfelt er sich so gewaltig in Dimensionsbetrachtungen, daß man nur allzu leicht in Versuchung gerät zu urteilen...

ich versuch das ganze jetzt mal konstruktiv verstehen zu wollen:
1) einen Ansatz eine Schotkraft auf einen VortriebsKraftvektor zu rechnen, halte ich für sehr bedenklich, weil auch aus der Verstakung des Riggs Vorschubkräfte entstehen können, die aber nicht in eine Schotbelastung gehen.
2) ich bin mehr als verwirrt Deinen Ausführungen ansatzweise folgen zu können, weil Du sehr oft Begriffe vermengst, ich denke, Du kommst sehr aus der Praxis des Maschinenbaus und weniger aus der Exaktheit der Physik. Im MAschinenbau wird auch am Ende einer Festigkeitsbetrachtung mal eben noch ein Temparatur faktor ein Materialfaktor und noch ein Sicherheitsfaktor draufgelegt, damit der Hubschrauber doch nicht am heck abbricht bei Vibrationen ^^
Ich denke das ist kein schlechter Ansatz per se, wo wir doch eigentlich alle einig sind, daß eine 'Berechnung' und eine Lösung der Strömungsgleichungen analytisch NICHT möglich ist (die Gleichungen sind hyperbolische nicht lineare Differentialgleichung, wenn ich vor 12 Jahren TU Wien genug aufgepaßt habe und mich noch recht entsinne)
Eine Lösung war 2000 nur Näherungsweise durch rechenpower möglich, was sich durch Existenz von Strömungskanälen, die die Berechnungen verifizieren heute noch mM nach bestätigt...

3) was wollen wir ausrechnen? Was versuchst Du zu rechnen? Foilergröße? optimale Foilerprofil? Was genau ist Dein Ziel, sorry auch nach zig Beiträgen ist mir das nicht klar? Ich denke, Du willst schneller sein als die anderen?!

4) wie würde ich rangehen: itterativ, entwickelnd, experimentell: heißt: Versuchsplatform erstellen, einmal konventionell einmal experimentell, foil 'rechnen' so gut es geht, dann bauen und testen, sehen wo meine Berechnungen nicht dem Resultat entsprechen, erklärungsversuche postulieren -> neue parameter setzen (einen, nicht gleich 5) neu Bauen -> neu Messen/prüfen, schauen ob Annahmen uns weitergeführt haben, sprich das system besser läuft. Heißt aber nicht am Wasser, weil ein 3% vertrimmtes Rigg, was Dir von einem Aufbau zum nächsten 'passieren' kann macht wahrscheinlich all Deine Versuche nicht reproduzierbar, sondern heißt: Wasserkanal, alles andere ist mM nach nicht seriös. Ich glaube es wird Dir kein perfekter Wurf mit einem Schlag gelingen... außerdem ist es notwendig gegen andere zu vergleichen (in Regatten oder zumindest in einem ausgestecktem Kurs)

5) konklusio: wasserkanal müßte her (und ja ich bin begeistert von den AC72 und überzeugt auch wir können fliegen mit den Mini40 und auch auf einem Rundkurs (oder up down) besser/schneller werden als bis dato, nur der gesamtaufwand dorthin zu kommen, macht einzig Andreas seit 5+ jahren vor, er verbessert mit jeder feinheit was am Boot und kann mittlerweile schon fliegen, ist er deswegen einem der cracks auf dem Rund/up-downkurs überlegen, leider mit nichten...(obwohl ich es ihm absolut vergönnen würde!) ein konventionelles Rigg gut getrimmt, mit der Allroundfähigkeit wie Karl sein Boot oder Michaels Kat sind bis dato vorn... wird das immer so bleiben? Ich weiß es nicht...


PS: wer von Euch ist bei der Numica telco am Donnerstag dabei?
Eric
 
T

TomTest

User
Prima,

schade das ich arbeiten musss, sonst würde ich jetzt Bier und Chips holen ;)

Aber mal ehrlich... was regt Ihr Euch wegen ein paar fehlerhafte Einheitengleichungen auf... Die Mathematik hat doch der Theorie zu dienen und nicht umgekehrt.... :D:D:D:D Wen interessiert da schon die olle Shulbuchphysik, wenn die mal herzhaft erfrischend neu interpretiert wird... Ihr müsst das ganz doch mal in Relation zum Unterhaltungswert betrachten... Der ist doch Grandios!!!!

Rene, mach bitte weiter so, lasse Dich nicht beirren!!!!


Sonst wird doch der Winter wieder so öde....


Grüße

Jens
 
M

multihull40

User
Hi Jens,
ja die alte Schulbuchmathematik, oder halt das Wickipedia, oder halt die Übungsaufgaben in der zehnten Klasse.
Hier sind nun die Lösungenswege für unsere Aufgabe nicht zu finden.
Warum? Weil sich dort keiner damit befasst hat. Wenn Du Ableitungsmodelle entwickelst und Abhängigkeiten in Relationen darstellst, führen mehrere Wege nach Rom. Die Einheiten sind nicht das Problem. Die kann man beliebig umrechnen.Da es egal ob nun aus kg=kp=10N formuliert wird. Es kommt darauf an erstmal überhaupt ein Gedankenmodell für die Näherungsrechnung zu entwickeln und mit der Realität zu vergleichen.
Wenn also im Gedankenansatz,z.B. die rechnerische Aufsteighöhe in Abhängig der Differenz von Aufriebskraft Foiler zu Bootsgewicht und Riggkraftvektor gestellt wird. Die Auftriebskraft des Foilers von den Daten des grossen Orginals V72 ermittelt wird und die eingesetzten gerechneten Modelldaten exakt rechnerisch der Aufsteighöhe des Modelles auf dem Wasser entspricht, was nun ?.....
http://youtu.be/e_Ev8bMxdR0

hier muss man erstmal verstehen, daß zwischen dem C-Foiler und V-foiler in der Auftriebskraft kein Unterschied besteht...
Auch dieses Berechnungsmodell habe ich in der nun fertiggestellten Momentenrechnung aus 2010/2011 zur Grundauslegung nicht bisher gesehen, Andreas .


Rene
 
M

multihull40

User
egi1610 schrieb:
eine Kraft ist eine Kraft, ein Gewicht eine Masse, ein Druck ein Druck, einen Eindruck der sich mir erstellt ist:
Rene versucht uns etwas klarzumachen, nur verwürfelt er sich so gewaltig in Dimensionsbetrachtungen, daß man nur allzu leicht in Versuchung gerät zu urteilen...

ich versuch das ganze jetzt mal konstruktiv verstehen zu wollen:
1) einen Ansatz eine Schotkraft auf einen VortriebsKraftvektor zu rechnen, halte ich für sehr bedenklich, weil auch aus der Verstakung des Riggs Vorschubkräfte entstehen können, die aber nicht in eine Schotbelastung gehen.
2) ich bin mehr als verwirrt Deinen Ausführungen ansatzweise folgen zu können, weil Du sehr oft Begriffe vermengst, ich denke, Du kommst sehr aus der Praxis des Maschinenbaus und weniger aus der Exaktheit der Physik. Im MAschinenbau wird auch am Ende einer Festigkeitsbetrachtung mal eben noch ein Temparatur faktor ein Materialfaktor und noch ein Sicherheitsfaktor draufgelegt, damit der Hubschrauber doch nicht am heck abbricht bei Vibrationen ^^
Ich denke das ist kein schlechter Ansatz per se, wo wir doch eigentlich alle einig sind, daß eine 'Berechnung' und eine Lösung der Strömungsgleichungen analytisch NICHT möglich ist (die Gleichungen sind hyperbolische nicht lineare Differentialgleichung, wenn ich vor 12 Jahren TU Wien genug aufgepaßt habe und mich noch recht entsinne)
Eine Lösung war 2000 nur Näherungsweise durch rechenpower möglich, was sich durch Existenz von Strömungskanälen, die die Berechnungen verifizieren heute noch mM nach bestätigt...

3) was wollen wir ausrechnen? Was versuchst Du zu rechnen? Foilergröße? optimale Foilerprofil? Was genau ist Dein Ziel, sorry auch nach zig Beiträgen ist mir das nicht klar? Ich denke, Du willst schneller sein als die anderen?!

4) wie würde ich rangehen: itterativ, entwickelnd, experimentell: heißt: Versuchsplatform erstellen, einmal konventionell einmal experimentell, foil 'rechnen' so gut es geht, dann bauen und testen, sehen wo meine Berechnungen nicht dem Resultat entsprechen, erklärungsversuche postulieren -> neue parameter setzen (einen, nicht gleich 5) neu Bauen -> neu Messen/prüfen, schauen ob Annahmen uns weitergeführt haben, sprich das system besser läuft. Heißt aber nicht am Wasser, weil ein 3% vertrimmtes Rigg, was Dir von einem Aufbau zum nächsten 'passieren' kann macht wahrscheinlich all Deine Versuche nicht reproduzierbar, sondern heißt: Wasserkanal, alles andere ist mM nach nicht seriös. Ich glaube es wird Dir kein perfekter Wurf mit einem Schlag gelingen... außerdem ist es notwendig gegen andere zu vergleichen (in Regatten oder zumindest in einem ausgestecktem Kurs)

5) konklusio: wasserkanal müßte her (und ja ich bin begeistert von den AC72 und überzeugt auch wir können fliegen mit den Mini40 und auch auf einem Rundkurs (oder up down) besser/schneller werden als bis dato, nur der gesamtaufwand dorthin zu kommen, macht einzig Andreas seit 5+ jahren vor, er verbessert mit jeder feinheit was am Boot und kann mittlerweile schon fliegen, ist er deswegen einem der cracks auf dem Rund/up-downkurs überlegen, leider mit nichten...(obwohl ich es ihm absolut vergönnen würde!) ein konventionelles Rigg gut getrimmt, mit der Allroundfähigkeit wie Karl sein Boot oder Michaels Kat sind bis dato vorn... wird das immer so bleiben? Ich weiß es nicht...


PS: wer von Euch ist bei der Numica telco am Donnerstag dabei?


Eric
Zum Vergrößern anklicken....

Eric,du kannst halt nicht ohne eine rechnerische Grundauslegung eine Dimensionsfestlegung treffen, um überhaupt mit sinnvolle Cfx- oder 3D-Computersimulation, eine Bearbeitung durchzuführen. Dto. gilt für inituives versuchen, also bauen und auf dem Wasser testen. Darum geht es hier.
Und deshalb gab es meine Diskussion mit Heiko mit dem Thenor Blindflug....
Und auch meine Diskussion mit Andreas, der nun alles mögliche in seine Vorbetrachtung vor dem Bau seiner AC45 eingebracht hatte einschließlich der jetzt fertiggestellten Momentenbetrachtung mit keinem derzeit befriedenden Ergebnis.... Halt meine Auffassung....Ich schließe meine Erfahrungen mit meinen V-Foilern mit in dieses Urteil mit ein. Ich komme ja noch zu den Vorüberlegungen die zu meiner Entscheidung möglichst dünne Profile nun einzusetzen, geführt haben.
@Skaut Die ebene Platte oder jedes andere Profil hat in Abhängigkeit zum Anströmungswinkel einen Übergang in den turbolenten Strömungsbereich bis zum Strömungsabriss. Abhängig vom Profil früher oder später.Dies war und ist bekannt, weils sonst die ebene Platte von der Differenz der oberen Profilbogenlänge zur Sehnenlänge überhaupt keinen Auftrieb erzeugen kann. Es entsteht also ein hydraulisches Profil über die resultierende Strömungsverteilung. Diese ist aber aufgrund der extremen Dichte- und Masseunterschiede der Medien sehr unterschiedlich über die Massenträgheit. Dto gilt für den Auftrieb und Verdrängungswiderstand.

Gruß


Rene
 
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