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Thema: Entwicklung eines Profilstraks mit Xoptfoil: Bericht

  1. #16
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    Hallo,

    danke an alle für die Erklärungen ! Re Zahl war mir schon klar, in die anderen Zusammenhänge
    werd ich mich dank der div. Links mal einlesen .

    Grüße, Gerhard.
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  2. #17
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    Standard Entwicklung eines Profilstraks mit Xoptfoil - Ergänzung

    Die Stimmung im Partikel-Team war ziemlich deprimierend. Niedergeschlagen saßen sie alle rum – noch erschöpft von ihrem letzten harten Einsatz am HD45. Nachdem sie doch einigermaßen stolz auf ihr Ergebnis waren, kam dann Björn (ein Mensch!) daher und meinte, das Ergebnis wäre ja nicht schlecht – das ginge aber noch besser (siehe Beitrag #9). Niederschmetternd! Diesem Stimmungselend konnte ich nicht länger zusehen und schwang mich deshalb zu einer fulminanten Motivationsrede auf, bei der selbst Heinrich V. zum Hammer gegriffen hätte: „Leut, wollt Ihr Euch denn wirklich von einem Menschen (!) geschlagen geben?“ und „Wenn es jemand hinbekommt, dann doch Ihr!“ und so … (bevor es jetzt zu albern wird, höre ich lieber auf)

    Dem Hinweis von Björn auf das Profil NM 12 bin ich gerne nachgegangen. Nicolas Mathis ist mit seinen NM-Profilen im Bereich schnelle Hangsegler eine „echte Bank“. Das NM12 hat Nicolas speziell für F3F entwickelt. Im Vergleich zum HD 45 hat es eine stärkere Wölbung von 1,7% und ist dabei auf der Unterseite allerdngs nach innen gewölbt, was ich eigentlich wegen der vorgesehenen Holzbauweise vermeiden wollte.

    Kurzerhand habe ich daher das NM 12 auf der Unterseite „begradigt“ und es „NM 12 flat“ genannt. (Ein solches Begradigen geht recht schnell indem man die Profil-Koordinatenpunkte auf der Unterseite in dem entsprechenden Bereich löscht und anschließend das Profil in xflr5 mit „Refine globally“ neu „panelt“. Leider kostet ein solches „Begradigen“ auch ziemlich an Leistung).

    Hier nun die Profile im Vergleich der Type 2 Polare bei meiner Auslegungszahl von Re√ca = 130.000

    Name:  NM12 HD45 JXHD13.png
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    Im Bereich ca = 0,2 ist das NM 12 richtig stark (roter Pfeil), schwächelt dann aber bei ca = 0,4 (grüner Pfeil), um dann nach dem Gipfel bei ca = 0,7 steil abzufallen.

    Mein Fazit: Da müsste wirklich noch etwas gehen speziell im niederen ca-Bereich um ca = 0,2 und vielleicht auch bei ca= 0,5 – 0, 6 – wobei das auch bereits der Bereich ist, bei dem ich zunehmend die Klappen im Einsatz sehen würde…

    Bevor ich zu der neuen Xoptfoil-Optimierungsrunde komme, möchte ich noch auf zwei „Phänomene“ kurz eingehen, wie sie bei numerischen Optimierungsverfahren gerne auftreten.
    Diese Phänome betreffen die „Zielfunktion“ (siehe dazu den Eingangsbeitrag ) und deren Interpretation. Ziel der Optimierung ist es ja, den niedrigst möglichen Wert durch Veränderungen der Parameter (in unserem Fall „Beulen im Profil“) zu finden. Alle möglichen Variationen ergeben dabei nicht nur eine einfache Kurve mit einem Minimum sondern wir bewegen uns in einem n-dimensionalen Lösungsraum. Diesen Lösungsraum kann man sich bildlich als Lösungs-Landschaft mit unzähligen Bergen, Tälern und Kratern vorstellen (Hallo Tobias ).

    Da ich eine solche mehrdimensionale Landschaft schlecht zeichnen kann, stelle ich die Phänomene der Einfachheit halber in 2D dar:

    Gleichwertige Optima

    In diesem Beispiel sind nur 2 Arbeitspunkte definiert worden, die es zu optimieren gilt. Dabei kann der Fall eintreten, dass die Verbesserung/Verschlechterung des einen Arbeitspunkts genau umgekehrt der Verschlechterung/Verbesserung des anderen Punktes wird. Wir haben also zwei gleichwertig Optima, die aber für ganz unterschiedliche Profileigenschaften (Profile) stehen. Welches am Ende als Ergebnis genommen wird, ist letztendlich Zufall.

    Name:  Gleichwertige Optimum.png
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    Je mehr Arbeitspunkte definiert werden und je unterschiedlicher die Gewichtung der Arbeitspunkte ist, desto unwahrscheinlicher ist allerdings dieser Fall. Er führt aber zu einem viel tückischeren Problem…

    Lokale Optima

    Greifen wir nochmals das Beispiel der Lösungslandschaft auf: Nach einer ziemlich beschwerlichen Suche und Wanderung sind wir von der Mittagsspitze über den Bregenzer Wald schließlich zum Bodensee abgestiegen und denken uns erleichtert „Hurra – Ziel gefunden - tiefer geht’s nimmer!“.

    Wären wir nur weitergegangen über die Alb nach Stuttgart runter zum Neckarufer... Glatt 100m hätten wir nochmal gewonnen!

    Name:  LokalesOptimum.png
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    Die Frage ist, woher kann unser Suchalgorithmus wissen, ob er nicht nur ein „lokales Optimum“ gefunden hat und nicht das best mögliche erreicht hat? Eine Antwort zu finden wird ganz schön kniffelig bis unmöglich– schließlich wollen wir ja nach endlicher Zeit (Stunden) ein gutes Ergebnis erreicht haben.

    In Xoptfoil kann man durch die sogenannten Konvergenzprofile Einfluss auf das Suchverhalten des Optimums nehmen:

    • „Quick“ (schnell, aber mit der höherer Wahrscheinlichkeit nur ein lokales Optimimun zu finden)
    • „Exhaustive“ (gründlicher, aber dafür dauert es recht lang und eine Restwahrscheinlichkeit nur ein lokales Optimum gefunden zu haben bleibt)

    Am Ende bleibt dann oft nur eine gewisse Intuition im Sinn „Da müsste doch noch etwas gehen“ (wie es Björn formuliert hat) um nochmal einen neuen Optimierungsanlauf zu machen mit zum Beispiel geänderten Gewichtungen der Arbeitspunkte um dann neue (bessere?) Optima zu finden.


    Zurück zu der Optimierungsaufgabe

    Bei der nochmaligen Optimierungsrunde habe ich versucht, mich schrittweise an die exzellenten Werte des NM12 speziell im Bereich ca= 0,2 heranzutasten (-> Erhöhung der Gewichtung der Arbeitspunkte in diesem Bereich).

    Es stellte sich schnell heraus, dass es ein Yin-Yang-Spiel wird. Je besser ca = 0,2 wurde, desto schlechter wurde der Bereich um ca = 0,4 (da war es wieder: Keine Verbesserung an einer Stelle, ohne Verschlechterung an der anderen). Wobei eine etwas höhere Verwölbung hilfreich ist, um untenherum einen geringen Widerstand zu erreichen…

    Hier nun das Ergebnis nach einigen weiteren Optimierungsrunden mit immer wieder veränderten Gewichtungen:

    Name:  Polare HD45-130-v7.png
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    Mit dem neu generierten Profil HD45-130-v7 (Wölbung nun 1,6%) habe ich mich dem HM 12 im Bereich kleiner ca = 0,3 sehr angenähert und „obenrum“ noch etwas rausgeholt.

    Bei den unzähligen Optimierungsläufen wurde mir deutlich, dass sowohl Hannes Delago als auch Nicolas Mathis mit ihren Profilen tolle Arbeit geleistet haben. Sie bewegen sich beide nahe am Optimum und unterscheiden sich „nur“ durch die unterschiedlichen Auslegungsschwerpunkte. Meine Optimierungen bewegen sich dann meist zwischen diesen Profilen mit ihren Stärken und Schwächen.

    Tja – und nun. Welches Profil sollte es jetzt werden?

    Am Ende bin ich doch bei dem zunächst optimierten Profil (JX HD 13) geblieben. Irgendwie erscheint mir der Polarenverlauf am sympathischsten … (so kann man auch Profile auswählen ) … und langsam läuft mir auch die Zeit davon.

    Inzwischen sind alle Teile gefräst und die Fläche beginnt zu wachsen.

    Name:  Flächen.png
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    Ich hoffe noch rechtzeitig zum diesjährigen Dänemark-Fliegen mit den neuen Flächen fertig zu werden um dann endlich wieder Theorie und Praxis zusammenbringen zu können.

    Viele Grüße

    Jochen

    (Hat der ein oder andere schon Versuche mit Xoptfoil gemacht? Es wäre klasse, von den ersten Erfahrungen zu lesen…!)
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  3. #18
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    Standard Meine Erfahrungen

    Hi Jochen,

    danke nochmals für deinen Input.
    Ich hab mittlerweile etliche Stunden/Tage mit Xoptfoil am Buckel.
    Und es hat etwas gedauert, die genauen Einstellungen zu finden damit ein brauchbares Ergebnis dabei rauskommt.

    Am Anfang hatte ich einige Profile mit interessanten mehrfachen Dellen (hauptsächlich Unterseite).
    Dann habe ich xoptfoil vorgaben gemacht, wie oft die Profilliniekurve ihre Richtung ändern darf.
    Des weiteren war es hilfreich den Suchradius für die Erkennung von Dellen zu vergrößern.

    Was ich sehr toll finde ist, dass man den Endleistenöffnungsspalt angeben kann - grad bei Holzbau wichtig.

    Das Endergebnis sind gut angepasste Profile, die auch in Holz baubar sind:

    Klicken Sie auf die Grafik für eine größere Ansicht 

Name:	xoptfoil-successes.jpg 
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Größe:	334,8 KB 
ID:	2166288

    Was ich jedoch für wichtig halte ist, dass man nach dem Generieren der Profile diese noch glättet, da da schon noch einige Hacker drin sind.
    Ich habe das immer mit dem Hannig-Filter (Suchbereich > 0,3) im Inverse Foil Design mode gemacht.
    Da sieht man auch deutlich welche Hacker XoptFoil in das Profil "schlägt".
    Der Filter macht die Profile übrigens immer ein bißchen dicker bei der Glättung, darum kann man diese gleich ein paar Promille dünner rechnen...

    Jetzt bin ich am Verteilen der Profile auf der Fläche - das ist die nächste hohe Kunst der Aerodynamik! Da kann man auch Tage damit verbringen...
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  4. #19
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    Standard XoptFoil Fail

    Ja, sowas gibts auch - der Schwarm rennt in die falsche Richtung - oder der Gebieter (ich) hat keine Ahnung.
    Grad eben spuckte xoptfoil ein Profil mit folgender Polare aus:

    Klicken Sie auf die Grafik für eine größere Ansicht 

Name:	xoptfoil-fails-polar.png 
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Größe:	40,4 KB 
ID:	2168086

    Zur Sicherheit hab ich mir das Profil aber auch angesehen - naja - weiß nicht recht ob ich sowas bauen sollte!?
    Aufgrund des geringen Nasenradius scheidet es für den avisierten Holzbau sowieso aus...

    Klicken Sie auf die Grafik für eine größere Ansicht 

Name:	xoptfoil-fails-profile.png 
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Größe:	62,5 KB 
ID:	2168090

    Wenn XoptFoil Verbesserungen von jenseits > 10% angibt (bei einem so und so schon guten Profil wie das NM41), werde ich immer etwas vorsichtig...

    p.s.: weiß das original, rot das Ergebnis; die Optimierung aufs gleiten im Bereich von 0.2 - 0.5 wurde erfüllt!
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  5. #20
    User Avatar von Nahum
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    Zitat Zitat von mipme_kampfkoloss Beitrag anzeigen

    Was ich jedoch für wichtig halte ist, dass man nach dem Generieren der Profile diese noch glättet, da da schon noch einige Hacker drin sind.
    Ich habe das immer mit dem Hannig-Filter (Suchbereich > 0,3) im Inverse Foil Design mode gemacht.
    Da sieht man auch deutlich welche Hacker XoptFoil in das Profil "schlägt".
    Der Filter macht die Profile übrigens immer ein bißchen dicker bei der Glättung, darum kann man diese gleich ein paar Promille dünner rechnen...
    Hallo, wenn wir schon beim Thema sind:
    den Hanning Filter zum glätten habe ich in letzter Zeit auch desöfteren ausprobiert.
    Mein Probem ist oft, dass durch ändern der Geschwindigkeitsverteilung ein brauchbares und sehr glattes Profil rauskommt,
    dass aber manchmal dann ein paar zehntel zu dick/dünn ist.
    Wenn ich das über die XFLR-Einstellungen versuche stupide zu durch die Dicke zu ändern,
    dann wird die Profilnase total verzogen und holperig.
    Durch den Hanning-Filter kann man das wieder glätten, hat danach aber wieder was komplett anderes.

    Wo liegt mein Problem?


    XoptFoil habe ich mir runtergeladen klingt interessant, bekomme es aber nicht installiert/gestartet...
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  6. #21
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    Hi,

    ja das Problem mit der Kante an der Nase habe ich auch.
    Keine Ahnung obs ein Bug ist, oder das Resultat der Glättung.

    Meist besteht die Kante aber aus 1-2 Punkten und diese hab ich dann einfach rausgelöscht aus dem Profil.
    Oder man macht es direkt im Invers Design mode mit splines an den richtigen stellen. Dann wird's Profil auf wieder dünner oder dicker...

    Was hast du denn für Probleme mit der Installation von xoptfoil? Welche Plattform?
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  7. #22
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    Standard Entwicklung eines Profilstraks mit Xoptfoil – Zwischenfinale

    … nach der vielen Zeit am Rechner, beschäftigt mit Profiloptimierung und Konstruktion, war es eine schöne Abwechslung nun endlich losbauen zu können. Die Fläche mussten unbedingt (!) zu meinem Dänemark Urlaub im Oktober fertig werden um dann gleich mal zu zeigen was sie drauf haben. Meine kleine CNC-Fräse hatte sich durch einige Holzplatten zu arbeiten. Aber schließlich - uff – gerade noch geschafft.

    In Dänemark konnte ich dann bei (ausnahmsweise) Traumwetter und 4-5 Windstärken die neuen Flächen an meinem alten Europhia-Rumpf erstmals ausgiebig testen

    Name:  IMG_1987-klein (2).jpg
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    Die Flugeigenschaften sind vollkommen problemlos, sehr ausgewogen, überziehfest und was mich besonders gefreut hat, fühlt sich das Modell in der Luft sehr „fluffy“ an, nimmt wunderbar Höhe mit und kann dann wieder mit einem leisen Zischen an der Hangkante entlang geschrubbt werden. Eigentlich genau so, wie ich es mir erhofft hatte …

    Tja – wenn da nicht ein ganz anderes Problem deutlich geworden wäre: Die mangelnde Torsionssteifigkeit der Flächen. Ich hatte ziemlich unterschätzt, welche Kräfte beim schnellen Fliegen, insbesondere auch bei beherzteren Querrudereinsatz auftreten können.

    Frei nach dem Motto „Function follows Form“ hatte ich die t/4-Linie Richtung Randbogen nach hinten gezogen, was die Momentenbelastung entlang der Spannweite weiter erhöht. Zusätzlich hatte ich die hintere Unterseite nicht beplankt – wie sich natürlich herausstellte trotz D-Box ein no-go in Sachen Torsionssteifigkeit...

    Heilix Blechle! Manchmal könnte man sich selbst schütteln.

    Da ich aber vom Gesamtkonzept und Ansatz nach wie vor sehr überzeugt bin, ging es dann schon in Dänemark an die Neuauslegung und Konstruktion einer überarbeiteten Version. Diesmal sollten dann auch die Limitierungen, die ich bei der Profil-Optimierung vorgegeben hatte, weitgehenst zurückgenommen werden um einmal alles aus einem Profil „heraus zu kitzeln“. Insbesondere aber dann auch bei Konstruktion und Bau einmal „heavy duty“ bei maximaler Baugenauigkeit anzugehen.

    Dazu dann in Bälde mehr ...

    Viele Grüße

    Jochen
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  8. #23
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    Standard Probleme mit dem Xoptfoil

    Ich hab mir Xoptfoil heruntergeladen und entpackt. Wenn ich dann unter bin, Win64, die Anwendung xoptfoil anklicke poppt ganz kurz ein Fenster auf und verschwindet wieder. Das Fenster ist schwarz, mehr konnte ich nicht erkennen, ist es möglicherweise ein DOS Fenster?

    Was mach ich falsch? Bitte um Hilfe!

    Mfg
    Michael
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  9. #24
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    Standard

    Hi michael,

    ich kann dir nur sagen, dass xoptfoil grundsätzlich über die commandozeile gesteuert wird.
    Also wirst du das DOS Fenster schon brauchen. Bin seit Jahren auf einem Mac und hab die Windows-Anleitung nicht beachtet,
    aber wird wohl ähnlich sein. Man führt einfach im Arbeitsverzeichnis den Befehl aus:

    xoptfoil -i <config-input-file> -o <profile-output-file-name>

    Genaueres findest du sicher in der Anleitung.
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  10. #25
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    Standard Entwicklung eines Profilstraks mit Xoptfoil - Finale

    Wie bei vielen anderen Dingen gilt wohl insbesondere auch bei der Profilentwicklung „Der erste Wurf ist nur zur Übung“. Nachdem ich mich entschlossen hatte, die Flächen wegen „konstruktiver Mängel“ neu aufzubauen, sollten auch der Profilstrak neu entworfen werden. Das Ziel: Alles aus Xoptfoil herauszukitzeln, was (zumindest für mich) möglich ist.
    Dem Quereinsteiger zu diesem Thema und zu Xoptfoil im Allgemeinen empfehle ich, zunächst die ersten Beiträge dieses Themas zu lesen.


    Das hatte ich mir dann doch einfacher vorgestellt: Schnell mal einen neuen Profilstrak machen, der alles besser kann.

    Zumindest schnell wurde deutlich, dass ich mich mit meinen Anforderungen im Grenzbereich bewege, was mit Xoptfoil derzeit möglich ist. Im Lauf der Zeit wurden mir auch zunehmend bestimmte Schwächen bzw. Unschönheiten der gegenwärtigen Xoptfoil-Implementierung bewusst. Da ich aber nach wie vor von dem grundlegenden Ansatz begeistert war (und bin), begann ich, mich mit dem Programm selbst zu beschäftigen und schließlich mehr und mehr Modifikationen in der Softeware vorzunehmen.
    Die nun neu entstandenen Profile sind meiner Meinung nach für den angestrebten Einsatzbereich recht gut geworden (ach was – die sind verdammt gut geworden! ) Dazu und noch zu ein paar weiteren Aspekten der Optimierung möchten ich in diesem „finalen Beitrag“ schreiben.


    Rahmenvorgaben und Ziele des Profilstraks

    Nochmals kurz zusammengefasst, die ursprünglichen Rahmenvorgaben, die auch für den Neuentwurf gelten sollten:

    • Spannweite ca. 2,8m, 4 Klappen-Flügel
    • Fluggewicht 1,7 - 2,3 kg
    • Flächentiefe an der Wurzel 260mm, an der Flügelspitze ca. 110m
    • Re√ca 130.000 (Wurzel) – 60.000 (Flügelspitze)
    • Einsatz: Flotter Hangflug mit Freude am Steigen bei entsprechenden Aufwinden

    Beim ersten Entwurf wurde deutlich, dass die Vorgabe „Keine gewölbte Profilunterseite“ doch deutliche Leistungseinbußen bei mittleren bis hohen ca-Werten zur Folge hatte. Daher wurde diese Vorgabe für die Neuentwicklung nicht mehr gemacht. Allerdings sollte eine Mindestbauhöhe im Endleistenbereich eingehalten werden, um die Flächen in Holzbau ohne zu viel CFK-Einsatz umsetzen zu können.


    Das Referenzprofil

    Bei zahlreichen Vergleichen mit anderen bewährten Profilen fiel mir immer wieder das NM 12 von Nicolas Mathis besonders auf. Das NM 12 ist ein wirklich hervorragender Entwurf für den von mir vorgesehenen Einsatzbereich, das schon sehr nahe an mein gesuchtes Ideal herankommt:

    Klicken Sie auf die Grafik für eine größere Ansicht 

Name:	NM12 im Vergleich.png 
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    Das NM 12 im Vergleich zu anderen typischen Profilen in der Typ 2 Polare. Gut zu sehen ist seine Stärke zwischen ca = 0,1 – 0,5. Der bisherige Entwurf ist grün gestrichelt…


    Den kurz aufkommenden Gedanken „Nimm doch einfach das NM12!“ schob ich dann aber schnell zur Seite – das wäre dann doch zu einfach gewesen. Auch gibt es ein paar wenige Eigenschaften des NM 12, die ich gerne anders hätte.

    Name:  NM12 Modifikationen.png
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    Die von mir gewünschten „Veränderungen“ am Profil NM 12: Homogenerer Verlauf der Typ 2 Polare im oberen ca-Bereich und eine größere Dicke nahe der Hinterkante.


    Mein Wunsch war es, auch im oberen ca-Bereich einen möglichst homogenen Verlauf zu haben um auch bei unsteten Verhältnissen (Wind oder Knüppel) tolerante Flugeinschaften zu haben. Und schließlich sollte wie eingangs erwähnt, der Endleistenbereich nicht zu dünn werden, um die konstruktive Auslegung zu vereinfachen. Als Vergleichs-Messlatte ist das NM 12 aber bestens geeignet.


    Modifikationen an Xoptfoil

    Die finale Optimierung eines Profils mit Xoptfoil kann eine knifflige, vor allem auch zeitintensive Angelegenheit sein. Möchte man beispielsweise den cw-Wert an einem Arbeitspunkt der Polare noch ein bisschen verbessern, kann es sein, dass ein anderer Arbeitspunkt -typischerweise am anderen Ende der Polare - sich schlagartig verschlechtert. Man versucht, dieses wackelige Spiel mit der Gewichtung der Arbeitspunkte einigermaßen hinzubekommen. Oft geht es dann nur noch um „ein Prozent hier mehr“, dort um ein „kleines Bisschen weniger“. Um dies zu vereinfachen, implementierte ich in Xoptfoil „Aerodynamische Zielwerte“ mit denen man beispielsweise vorgeben kann, welcher cw-Wert bei einem bestimmten ca-Wert der Polare erreicht werden soll.

    Auf die Spitze getriebenen, kann man mit diesen Zielwerten eine Ziel-Polare „auf dem Papier“ definieren, diese dann an Xoptfoil übergeben und am Ende bekommt man das zugehörige Profil als Ergebnis. Cool! Ein wenig realistischer ist eine Anforderung, bei der man ein vorhandenes Profil beispielsweise nur über ca = 0,7 optimieren will - die restlichen Eigenschaften aber beibehalten möchte.

    Eine weitere Modifikation von Xoptfoil waren „Geometrische Ziele“ um beispielsweise eine „Wunschdicke“ des Profils an der Wurzel zu bekommen. Es ist interessant zu sehen, wie dann während eines Optimierungslaufes aerodynamische und geometrische Ziele versuchen, sich „untereinander zu einigen“.

    Intensiver beschäftigte ich mich schließlich mit der Oberflächenqualität der von Xoptfoil erzeugten Profile. Insbesondere in der Geschwindigkeitsverteilung über das Profil sind manchmal „schwache Hügel“ auszumachen - wenn man näher hineinzoomt dann kleine Unstetigkeiten. Meine anfängliche Vermutung, dass hier der Partikel-Schwarm bei seinem unermüdlichen Hämmern auf das Profil seine Narben hinterlässt hat (siehe dazu den Eingangsbeitrag), erwies sich als falsch. Xoptfoil erzeugt nach genügend Iterationen fast perfekt, homogene Profilveränderungen.

    Wer dazu gerne noch ein wenig tiefer in "meine Forschungsergebnisse" eintauchen möchte, insbesondere auch zum Thema „Smoothing von Profilen“, findet hier noch zusätzlichen Lesestoff: https://www.rcgroups.com/forums/show...&postcount=561

    Das von mir modifizierte Xoptfoil – genannt Xoptfoil-JX – ist auf „Github“ abgelegt: https://github.com/jxjo/Xoptfoil


    Der neue Strak

    Nach diesem ungeplanten Ausflug in die Softwareentwicklung konnte es dann endlich an die Berechnung des neuen Straks gehen. Dem unermüdlichen Suchen des Partikel-Schwarms nach dem, entsprechend meiner Gewichtung vorgegebenen, aerodynamisch optimalen Profil, habe ich nur eine Wunschprofildicke an der Wurzel von 7,65% und eine (indirekte) Mindestdicke des Profils bei x/c = 0,7 mitgegeben.

    Als Ausgangsprofil wurde wieder das Profil HD 45 verwendet. Dieses ist allerdings nach der Optimierung nicht mehr zu wiederzuerkennen (Herr Delago kann mir hoffentlich verzeihen). Es hat sich bei den zahlreichen Optimierungsläufen herausgestellt, dass das Ausgangsprofil nicht so entscheidend ist, wie ich ursprünglich angenommen habe. Richtig eingestellt findet Xoptfoil auch über einen Umweg das optimale Profil.

    Wie bereits beschrieben, ergibt sich das jeweils nächste Strakprofil aus dem zuvor errechneten Profil mit neuen RE-Zahl-Werten an den definierten Arbeitspunkten.
    Insgesamt wurden schließlich 4 Strakprofile zwischen Re√ca 130.000 (Wurzel) – 60.000 (Flügelspitze) gerechnet. Zur Flügelspitze hin wurde mehr auf eine „breitbandige, robuste Polare“ als auf einen Spitzenwert bei einem bestimmten ca-Wert optimiert.

    Die Optimierung erfolgte für alle Profile bis hinunter zu ca=0,05. Die Polare darunter, insbesondere auch für negative ca-Werte (Rückflug) wurde zwar im Auge behalten, aber zugunsten der Eigenschaften im typischen Flugbereich ca=0,1 – 0,7 nicht optimiert sondern nachgezogen.

    Klicken Sie auf die Grafik für eine größere Ansicht 

Name:	JX HX Strak.png 
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ID:	2222971
    Der neue Strak mit dem Basisprofil JX HX 13 mit 7,65% Dicke. Bis zur Flächenspitze nimmt die Dicke kontinuierlich bis auf 7,3% ab.


    Name:  JX HX Aufdickung.png
Hits: 564
Größe:  22,2 KB
    Der angestrebte leichte Aufdickung im Endleistenbereich erhöht die Baubarkeit (zu Lasten weniger Prozentpunkte Gleitleistung im mittel-hohen ca-Bereich)


    Mit dem Ergebnis bin ich nun recht zufrieden. Gegenüber dem ersten Profilstrak ist der neue Strak in fast allen Bereichen überlegen - insbesondere hat er deutlich mehr Reserven bei höheren ca-Werten.
    Da bei dieser Neuberechnung noch mehr „X“ (Xoptfoil und Xflr5) am Werk war, habe ich den Strak JX HX … genannt. Das Wurzelprofil JX HX 13 ist recht breitbandig und kann problemlos im Bereich Re√ca 100.000 – 150.00 eingesetzt werden (eigentlich bräuchte es das 110er im Strak gar nicht)

    Klicken Sie auf die Grafik für eine größere Ansicht 

Name:	JX HX Strak Polare.png 
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ID:	2222964
    Die Typ 2 Polare des neuen Straks JX HX. Gegenüber dem Referenzprofil NM 12 hat das Basisprofil JX HX 13 ein wenig an Spitzenleistung verloren, ist dafür aber breitbandiger ausgelegt.Das Basisprofil des ersten Straks JX HD 13 duckt sich nun ziemlich weg und kann nur noch bei ca-Werten < 0,1 punkten.


    Rechtzeitig zur Winterszeit, kann es nun (endlich) an den Bau der neuen Flächen gehen. Und hoffentlich bewahrheitet sich dann im neuen Jahr, dass sich der Kampf um den letzten hundertstel Millimeter Profil auch gelohnt hat
    Angehängt sind die 4 neuen Strakprofile für die auch hier gilt: original und unbehandelt aus der Partikel-Schwarm-Werkstatt.

    Viele Grüße

    Jochen
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  11. #26
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    Hallo Jochen,
    das ist echt ganz grosses Kino. Vielen Dank für diese Entwicklung. Bis jetzt bin ich leider an der Installation gescheitert, aber ich glaub das muss ich jetzt noch Mal probieren. Also noch Mal herzlichen Dank und weiterhin viel Freude beim Bauen der eigenen Entwürfe,
    Schöne Grüße,
    Johannes
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  12. #27
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    Hallo Johannes,

    ... danke! Für mich ist es auch nach wie vor "magic", wie aus so einem im Grunde genommen einfachen Optimierungsverfahren ein neues Profil langsam entsteht ...
    Sag bitte Bescheid, wenn ich Dir bei der Installation behilflich sein kann.

    Hallo an alle "Profil-isten",

    ... mich würd's freuen, Rückkopplung über den entstandenen Profilstrak zu bekommen...

    Viele Grüße

    Jochen
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  13. #28
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    Hallo Jochen

    zunächst besten Dank für das Veröffentlichen Deiner Arbeit.
    Ist sehr interessant das Optimierungstool.

    Ich denke, das Profil JX HX 13 passt gut zu deinem Ziel einen leichten 4 Klappen Segler zu bauen.

    Falls Du jedoch über 2.3kg ballastieren möchtest (also eher Richtung F3F), dann wäre es wohl sinnvoll das Profil etwas auf der Unterseite anzupassen.
    Ziel müsste dann eine Optimierung im Bereich von Re 500'000 sein.
    Zudem müsste dann auch die Bauweise angepasst werden.
    Ein 7.65% Profil ist auch in Schalenbauweise nicht ganz einfach torsionssteif hinzukriegen.
    Ein Nachteil des JX HX 13 wäre für diese Anwendung auch die Bauhöhe im Klappenbereich.
    Generell ist die Holzbauweise eher nicht geeignet die Leistung aus einem modernen Profil wie dem JX HX 13 herauszuholen. Hier wäre die Positivbauweise (wie sie Jan Henning beschreibt) hinsichtlich Aufwand/Leistung besser.

    Gruss
    Markus
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  14. #29
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    Hallo Markus,

    vielen Dank für Deine Rückkopplung!

    Das sind auch die Punkte, die mich noch umtreiben

    Dazu ein paar Anmerkungen über meinen Denkstand und auch noch Fragen an Dich.
    (ich schreibe ein wenig ausführlicher, damit der ein oder andere, der gerade noch am Reinkommen in das Thema ist, noch nachvollziehen kann um was es geht...)


    Geometrie und Bauweise

    Ja, die angestrebte Geometrie des Profils ist schon ziemlich extrem für die angestrebte Holzbauweise. Das ist auch der Grund, weshalb ich die Dicke auf 7,65% "erhöht" habe (ich war bereits bei 7,3%) und gleichzeitig versuchte, die Steghöhe im Klappenbereich im Vergleich zum NM 12 verträglich hinzubekommen. Au, au - denke ich mir - das ist nichts mehr für Holzbau-Schatten-Parker

    Auf Grund der Erfahrungen mit der vorherigen Tragfläche möchte ich deshalb eher eine Hybrid-Bauweise machen: Komplett 0,6mm Sperrholzbeplankung, mit einer D-Box verstärkt mit 160g/m² CFK-Diagonalgewebe und Aufbau in einer Negativ-Helling. Ein kleiner Versuchsaufbau war schon recht vielsprechend in Bezug auf Oberflächengüte und Genauigkeit, insbesondere aber in Sachen Torsionssteifkeit:

    Name:  Testaufbau.jpg
Hits: 299
Größe:  101,1 KB

    Das "Ding" ist schon ziemlich hart. Vielleicht könnte es so für die ganze Fläche klappen... (über Sinnhaftigkeit in Bezug auf Aufwand/Ergebnis möchte ich gar nicht nachdenken Es ist aber einfach reizvoll auszuloten, wieviel mit Holz und ein wenig High-Tech-Unterstützung geht...)


    Aerodynamik - Unterseite und RE-Zahl

    Bei den Optimierungsläufen mit Xoptfoil war ich überrascht zu sehen, welch ein "Sensibelchen" die Profilunterseite bezüglich der laminaren Lauflänge ist. Da die Unterseite nicht durch die Profilwölbung "unterstützt" wird, bricht sie bei negativen Anstellwinkeln relativ schnell und heftig ein. Ich hatte versucht, zumindest für postive (niedrige) ca-Werte - ist gleich niedrige negative Anstellwinkeln - noch eine halbwegs gute Lauflänge hinzubekommen ohne zu viel Einbußen bei mittleren ca-Werten zu bekommen. Ist es Deiner Meinung nach noch zu wenig ...?

    Optimierung für RE=500.000 - hier kann ich noch nicht verstehen, was Du mit der Empfehlung meinst. Die meisten Bewertungen der Profile hatte ich auf Basis der Typ 2 Polare (konstanter Auftrieb) gemacht wo dann bei ca = 0,05 bereits ca. RE=600.000 erreicht werden ...
    Ich vermute aber, Du meinst mit Deiner Anmerkung mehr eine Bewertung des dynamischen Verhaltens des Profils durch die Betrachtung der Type 1 Polare (konstante Geschwindigkeit) beim F3F-mäßigen "Haken schlagen"? Es wäre klasse, wenn Du hierzu noch ein wenig mehr sagen könntest, was hier die Bewertungskriterien eines guten Profil sind.

    Nochmals Danke für Deine Anmerkungen!
    und
    viele Grüße

    Jochen
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  15. #30
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    Standard Aufteilung auf die Spannweite

    hallo Jochen,

    wie teilen sich die Profile auf die Spannweite auf? Habe nichts gelesen oder was nicht mitbekommen.
    Dank
    Wolfgang
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