New | Регистрация | Sail numbers | Блоги | Фотографии | Правила | Календарь соревнований | Пользователи |
19.07.2010, 21:20 |
#61
|
Wild Wind Rider |
Задумывался кто-нибудь, как выглядит распределение давления по поверхности паруса или крыла?
Нашел себе программку, поигрался, кое-что понял. На плоских участках профиля создается в несколько раз меньшая подьемная сила, чем на выпуклых. Думайте дальше... Последний раз редактировалось skat; 22.09.2010 в 13:12 Причина: оформление ссылки текстом |
19.07.2010, 23:41 |
#62
|
|
в поиске истины |
Цитата:
Жесткое пузо имеется ввиду, а не дакроновая верхушка. А еще вот какие предположения: современный парус с большим мачткарманом выпуклый, по-этому около мачты (за мачтой) создается область пониженного давления, срыв потока и завихрени и эффективность (мощность, тяга) паруса начинает падать. Широкий мачткарман убирает срыв патока воздуха. |
|
20.07.2010, 00:01 |
#63
|
|
Wild Wind Rider |
Цитата:
Не путайте причину полезной тяги- она как раз на выпуклой части паруса и создается. |
|
20.07.2010, 01:12 |
#64
|
в поиске истины |
А завихрения со стороны райдера из-за узкого мачткармана, уменьшают эту полезную тягу.
Парус с большим мачткарманом напоминает мне крыло самолета больше. |
20.07.2010, 12:59 |
#65
|
||||
виндсерфингист |
Цитата:
Цитата:
Цитата:
Цитата:
Одно замечание. Локальная "подъёмная сила" на криволинейном участке направлена по нормали к поверхности. Так что везде, где эта нормаль смотрит не вперёд и вверх (подветер) а вверх (подветер) и назад, эта локальная "подъёмная сила" будет не только поднимать крыло, но и тянуть его назад, частично являясь сопротивлением. То есть всё криволинейное в задней части профиля не только увеличивает подъёмную силу профиля, но и увеличивает его сопротивление. И наоборот, криволинейное в передней части профиля вместе с подъёмной силой создаёт тягу вперёд, таща крыло против ветра. Вот что надо сделать! Половинку разрезанной частично делаем плоской - это будет задняя часть крыла, а переднюю часть оставляем круглой. Тогда сзади у частиц воздуха никакого центростремительного ускорения не будет - плоско же, поэтому подъёмной силы тоже не будет, но зато не будет и сопротивления! А передняя часть крыла мало того, что даст нам нужную подъёмную силу, но и благодаря центростремительному ускорению и нормали, направленной вперёд даст нам бесплатно и тягу, без всякого мотора и ухищрений с гидродинамикой. Возможно этот вечный двигатель и имелся в виду в исторической фразе "толстый профиль генерирует тягу". Осталась одна непонятка, как быть с плоской пластиной? Ведь центростремительного ускорения на ней нет, как и кривизны, а тяга - есть. Последний раз редактировалось skat; 22.09.2010 в 13:13 Причина: оформление ссылки текстом |
||||
20.07.2010, 23:18 |
#66
|
Wild Wind Rider |
Так есть же фото продувки плоской пластины в а.трубе!
Основной поток огибает ее сверху по опять же дуге. у "распиленной пополам трубы"- т.е "ламинарного профиля" есть одно достоинство- большая удельная тяга и один недостаток- очень небольшой рабочий диапазон углов атаки. |
21.07.2010, 10:16 |
#67
|
||
виндсерфингист |
Цитата:
Правда при этом получается, что разность давлений на верхней и нижней поверхностях профиля является не следствием криволинейного движения частиц потока, а его причиной. Цитата:
Почему распиленная пополам труба стала вдруг "ламинарным профилем"? Какой смысл несут эти слова? Ламинарным может быть поток, например в пограничном слое, и то не всегда, а при соблюдении определённых условий. Профиль же "ламинарным" не бывает, он может быть ламинизированным (или ламинаризированным), то есть специально приспособленным для работы в узком диапазоне этих "определённых условий". Труба к таким профилям явно не относится, хоть целая, хоть распиленная вдоль пополам, хоть распиленная и частично разогнутая. Что такое большая удельная тяга профиля? Хотя бы "исходя из общих соображений"? В авиации тяга есть у двигателя, а у профиля только сопротивление и подъёмная сила. Если же профиль относится к парусу, то как можно говорить о какой-то "тяге профиля", если нам заранее не известно: а) куда этот профиль движется, б) какова скорость набегающего на профиль потока, в) под каким углом атаки к потоку профиль расположен. То, что я написал в предыдущем посте про "тягу" трубы было шуткой, логичным, но парадоксальным следствием твоих предположений о том, что подъёмная сила является следствием кривизны поверхности. На самом деле тяга паруса - это проекция полной аэродинамической силы на направление его движения. Ни на каком профиле, установленном в аэродинамической трубе не может действовать "тяга": аэродинамическая сила, имеющая положительную проекцию против потока, так как это означало бы отрицательное сопротивление, то есть по сути - вечный двигатель. |
||
21.07.2010, 10:37 |
#68
|
Wild Wind Rider |
Давайте заменим "удельную тягу" на подьемную силу, будет понятнее.
Здесь не все кайтеры. |
21.07.2010, 11:04 |
#69
|
|
vskipper |
Цитата:
" ... Пограничный слой, образующийся на поверхности тела, всюду тонок и в первом приближении не оказывает влияния на внешний потенциальный поток. Однако в областях с положительным градиентом давления ситуация может существенно измениться: пристеночные частицы жидкости могут затормаживаться и даже двигаться в направлении, не совпадающем с направлением потока на внешней границе пограничного слоя. В результате этого возникает отрыв пограничного слоя, потенциальное течение оттесняется от поверхности и за телом образуется обширная область вихревого течения, наличие которой обусловливает значительное увеличение сопротивления тела. Экспериментальные исследования сопротивления «плохо обтекаемых» тел, когда за телом имеется обширная область завихренного течения, показали, что при определенном значении числа Рейнольдса сопротивление резко уменьшается — кризис сопротивления, или парадокс Эйфеля—Прандтля. Это явление было впервые экспериментально установлено А. Эйфелем (1912), а его объяснение дано Прандтлем: явление связано с переходом ламинарного течения в пограничном слое в турбулентное; турбулентный пограничный слой вследствие интенсивных обменных процессов может выдержать значительно большие положительные градиенты давления, благодаря чему точка отрыва пограничного слоя резко смещается вниз по потоку и существенно уменьшается сопротивление давления. Экспериментальные исследования также показали, что в определенном диапазоне чисел Рейнольдса течение жидкости в кормовой части «плохо обтекаемых» тел является нестационарным; так, например, при обтекании кругового цилиндра точки отрыва пограничного слоя на его верхней и нижней сторонах периодически перемещаются в противофазе по поверхности тела (автоколебания), оторвавшиеся пограничные слои сносятся вниз по потоку и сворачиваются в вихри; в результате за телом образуется цепочка дискретных вихрей — вихревая дорожка. Анализ плоской задачи о сопротивлении тела, за которым образуется вихревая дорожка, был проведён Т.фон Карманом (1912) в рамках теории идеальной жидкости. [Предполагалось, что силы трения (неидеальность жидкости) существенны лишь в пограничном слое, определяют его отрыв и массу жидкости, участвующей в вихревом движении.] Он показал, что устойчивым (точнее, минимально неустойчивым) является расположение дискретных вихрей в шахматном порядке при определенном соотношении между шагом вихрей в ряду и расстоянием между рядами вихрей; для этих условий он получил формулу для расчёта сопротивления тела, содержащую две неизвестные постоянные, значения которых должны определяться из эксперимента. Обобщение этой задачи на пространственный случай было дано Жуковским (1919). С этого момента проблема сопротивления в принципиальном отношении была решена и началось бурное развитие аэродинамики невязкой и вязкой жидкости: углублялись знание и понимание исследуемых явлений, разрабатывались эффективные методы анализа и успешно решались прикладные задачи..." Вывод и практическое применение. Не ламинарная модель объясняет парадокс неожиданной "тяги" пластины и уменьшения сопротивления, а турбулентная. ("Лист фанеры над Парижем"") Реальную пиковую поляру плоского паруса вполне даже можно использовать на практике, не только как компоненту для центровки, но и как самодостаточную вещь. Хотя найти оптимальный диапазон угла атаки, выставить оптимальный твист и добиться устойчивости движения - для плоских парусов гораздо сложнее в сравнении с профилированными. Перешивая под себя паруса, имея ввиду описанное, я был уверен в своем преимуществе перед соперниками при осознанном рулении. _______________ (Плоский парус при неправильно выставленном твисте и угле атаки - будет или вялым или катапультой для досочника, что хорошо подверждается практикой. ) |
|
21.07.2010, 20:19 |
#70
|
Ready to foil |
Ну и мутатень вы тут развели!
|
22.07.2010, 21:22 |
#71
|
||
vskipper |
Цитата:
_________ Цитата:
Нашел время, прошел по ссылке, где "выплеснули ребеночка" (пришлось зарегиться на КиЯ), пытался найти полезные выводы (знания) и лишь убедил свои сомнения, что мне с вами, Lop, лучше каши не варить. А жаль. Мне ранее как-то приходилось читать линки про Игоря.К., про его природную неадекватность. Позволим себе смеяться над убогим? Или вы полагаете, что овладев вопросом ... "присоединеных масс" усилили свой иммунитет (авторитет)? Из всей другой теоретической ветки (и с вашим участием) оказался ценным для меня всего лишь пост #459 Не могу не дать картинку: По реакции самого автора А.Назарова на нее заношу его в эксперты однозначно. Что явилось "ключом" для меня? - "Винтовые жалюзи". Потому что без них не могу представить себе достоверность выводов и рекомендаций даже из близких областей знаний. Хвала старой школе исследователей, в том числе и Мархаю, которые смогли построить очень приличную теорию на основе очень "неприличных" данных. Хотя, честно говоря, ожидал от таких современных исследовательских "аэродинамических труб" гораздо более выверенной детализации. Может, не на таких "весах" БМВОраклРейсинг испытывал модель своего чемпионского тримарана? Вот уж если сравнить с примитивностью нашей "трубы" в посте #505 - , действительно, смех и грех. ("Когда б вы знали, из какого сора растут стихи, не ведая стыда..." - предсказание и нашим потомкам, блин?). Похоже, Lop, вы не сталкивались с настоящими проблемами в парусе, которые нужно не только уметь оценивать качественно, но и принимать конкретное ответственное решение (не побояться встать под построенный мост собственной конструкции). Вы теоретик? (Я практик.) По Мархаю - "нет ничего лучше для практики, чем хорошая теория." Хотелось бы ознакомиться с вашими практическими советами. Не только с критикой... Хотите проверимся на простых вопросах? (Я себе уже представляю ваши ответы...) - Какая бульба одного веса и поперечного сечения лучше, короткая или длинная? (Ваш ПМ/Фруд.) - Какая форма корпуса (по ВЛ) одной ширины и веса/водоизмещения лучше, горбатая или распрямленная (в продольном сечении)? (Ваш ПМ/Фруд.) - Какая доска (яхта) выйдет на ветер (спустится по ветру) быстрее, идущая по прямой (по VMG) или зигзагом, полнее (не по ВМГ) - на длинных, стабильных, заранее известных шифтах ветра? ("Ваш" "гистерезис".)... Давайте не умничать; больше полезных фактов, чем аргументов, построенных на псевдоученом стебе голой теории. И пусть простит меня Юрий, занесло чуток. Последний раз редактировалось skat; 21.09.2010 в 16:11 |
||
22.07.2010, 22:15 |
#72
|
Wild Wind Rider |
"Глюк теории"- это сильно!
И что практика отрицает? Что аэродинамический фокус паруса находится на !/3 от передней кромки? Т.е. передние 33% создают больше тяги, чем задние 66%- это не практика? А на кайтах используют профили, где фокус еще ближе к передней кромке? |
22.07.2010, 23:36 |
#73
|
|||||
виндсерфингист |
Справедливо. Просто замечание было сделано в ответ на утверждение ALEX3M
"Не путайте причину полезной тяги- она как раз на выпуклой части паруса и создается." А вот эта длинная цитата: Цитата:
Чтобы понять, что этот взгляд на проблему излишне оптимистичен, достаточно взглянуть на какую-нибудь современную работу, посвящённую, скажем, тому же обтеканию сферы: http://www.sbras.ru/PSB/phsb/papers/T&A2005_3_1.pdf . Видно, что не всё так гладко в датском королевстве, если в наше время, спустя сотню лет после первого эксперимента с обтеканием сферы и несмотря на бурное развитие и обретённые формулы сопротивление, да и прочие характеристики крыла или паруса надёжней определять из эксперимента - слишком уж большую погрешность рискуем мы огрести, доверившись одним формулам. Вообще, цитата мне кажется довольно мало относящейся к обтеканию паруса. Дело в том, что парус и крыло, в отличие от сферы или цилиндра, - объекты обычно хорошообтекаемые. При штатном их использовании, то есть при небольших углах атаки, далёких от критического, отрыв пограничного слоя хотя и наблюдается, но носит локальный характер, влияя не столько на подъёмную силу, сколько на сопротивление трения и давления, то есть профильное. Подъёмная же сила вполне может определяться (и определяется, с хорошим соответствием с экспериментом) без учёта локальных отрывов и пограничного слоя вообще, на основе невязкой потенциальной модели с циркуляцией. Какая часть площади паруса охвачена ламинарным пограничным слоем, а какая турбулентным - для подъёмной силы без разницы, просто в силу тонкости этих самых слоёв. Ведь в пограничном слое (ПС) давление поперёк слоя не изменяется по определению самого ПС, и значит распределение давлений вдоль профиля в вязкой жидкости будет точно таким же, как распределение давления вдоль чуть более толстого профиля (на локальную толщину ПС), обтекаемого невязкой жидкостью. Поэтому следующие Цитата:
Кривизну поверхности можно рассматривать как параметр, определяющий интенсивность локального коэффициента подъёмной силы, если поток вокруг тела плавный, без резких перепадов давления и отрывных зон. Например, обтекание доски или байдарки в водоизмещающем режиме. Но для крыла этот критерий работает не очень хорошо из-за резкого перепада давлений вблизи передней кромки. Цитата:
Цитата:
Цитата:
|
|||||
22.07.2010, 23:55 |
#74
|
Wild Wind Rider |
пузатый жесткий парус в передоз нести легче, чем плоский?
Я правильно понял? |
23.07.2010, 01:13 |
#75
|
|
vskipper |
Цитата:
___________ Alex3M! Практика! отрицает, что на плоских парусах (профилях) плохая тяга. Даже наоборот, всячески стремятся уменьшить лобовое сопротивление в ущерб подъемной Fy (или Fтяги, если хотите эту проекцию), оптимизируя другие рычаги скорости. Мархай рекомендовал 30 лет назад плясать от теоретического профиля 0.3, потом 0.4, сейчас не гнушаемся и 0.5 и больше для заднего паруса. Поняли, что тут у нас далеко не авиация и нужны другие поправки. Короче, спорим не по делу. Я с таким же успехом могу проинтегрировать и по-другому, сместив цифры (например 20 и 80 или 40 и 60). Программа не докажет, что буду неправ. Потому что у нее исходная гипотеза очень приблизительна. Сможете провести натурное измерение давлений? Подгонять данные будете по Ньютону, Бернули или ... по кому еще? Обдувать будете по-прежнему статические профиля? Игнорируя и не объясняя, каким образом истинный ветер превращается в вымпельный, сколько слоев захватывает это преобразование и допустимо ли его представить ламинарным с учетом поправки на принятую теорию ПС? И почему на плоском парусе во время пампинга (быстрое изменение угла атаки) скачком возникает сила, которая вырывает парус из рук, а на полном - нет?... ________ Поляры острые - у плоских и сильно лобастых парусов. Оптимальный диапазон угла атаки у них очень маленький (1-градус и ни шаг в сторону). Прочувствовать такой парус сложно. Несется на знании. Без твиста становится вялым, не скоростным. Новичкам сложен. Более пузатый парус после настройки, как правило, не получается лобастым, имеет более высокую и "тупую" поляру. ВМГ на нем можно иметь одинаковым на большом диапазоне углов атак. Т.е. для решения тактических задач можно не утруждать себя точностью, строгостью руления, лавировать с разными углами без проигрыша - иметь комфортный диапазон плавного изменения тяги чуть ли не в 10 градусов. И чем скоростней снаряд, тем больше. Хочешь поменьше тягу - несешь парус покруче, хватает сил ускориться - несешь полнее. VMG~const, в отличие от плоского паруса, где вариантов для выбора ну очень мало и все еще больше усугубляется с ростом волнения. Вялость может наступить внезапно. (Я не знаю, насколько реально сделать профиль более power на доске в эти моменты. На обычных яхтах, потравив нижнюю шкаторину по гику, спасаешь ситуацию на раз...) Т.о., хоть полные паруса лучше настраиваются, а плоские норовят "сломаться" - и те и другие востребованы и отношение к ним на практике зависит от уровня понимания и решения конкретных проблем непосредсвенно наездником ... Спорная фраза была дана в ответ на замечание о плоских стакселях катамарана, которые работают больше на центровку, чем на создание тяги. В этом смысле катамараний стаксель не самодостаточен, вторичен. Те паруса, что я вижу на досках в сильный ветер, - выглядят как натуральная фанера. Что не есть хорошо, имхо, но функцию свою выполняют самодостаточно. Говорить о парусах, о конструктивных параметрах яхт и не применять термин "поляра", не представлять что ... вносится в электронную начинку бортовых приборов и какие данные измеряются в натурных тестах и заносятся в паспорт яхты? В чём подвох комента, Lop? Вижу, тон изменился. Совсем другое дело. :) |
|