f Строевая, водоизмещение, ЦВ
Гонки и путешествия под парусом
Новости Регаты Рулевые Форум Видео Фотоконкурс Справочник

Автор Тема: Строевая, водоизмещение, ЦВ  (Прочитано 6172 раз)

0 Пользователей и 1 Гость смотрят эту тему.

ЗАК

  • Сообщений: 3660
  • Уважуха: +329/-118
  • Андрей Зворыкин М54
Строевая, водоизмещение, ЦВ
« : 15 Января, 2016, 15:21:08 »
Вот, допустим, существует баллон. Возможно - в реальности, возможно - в воображении, или в виде рисунков, или даже чертежей. И вот я восхотел, чтобы ватерлиния проходила каким-то определенным, приятным мне образом. И стало интересно, каково будет  объемное водоизмещение (V) этого баллона, погруженного по эту ватерлинию. И где будет при этом "центр величины" (ЦВ). При этом из трёх координат положения ЦВ для баллона многокорпусника интересна только одна - продольная - Х(ЦВ).

Вы конечно скажете, что неча тута велосипед изобретать, а надо взять какую-нибудь САПР и будет щястье. Ага, вам хорошо, а у меня компьютерный кретинизм и неспособность понимать, чего оно от меня хочет на своем басурманском языке. Да и деньги оно стоит поди, а мне жалко. И не спортивно. Посему стану обходиться своими средствами и халявным Бейсиком (PureBasic). Так что про велосипед говорить не надо, это уже даже печально читать.

Очевидно и общеизвестно, что для V и Х(ЦВ) надо иметь строевую по шпангоутам - функцию S(X) - площадь погруженного поперечного сечения от продольной координаты Х. Тогда, проинтегрировав S(X)*dX, получим V, а х0=Х(ЦВ) получим из решения уравнения (нелинейного) :

   Интеграл (S(X)*(X-x0)*dX) = 0,   x1 <= X <= x2,  x1 и х2 - координаты концов ватерлинии.

Ну вот, жена по магазинах гонит, потом продолжу.
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"

ЗАК

  • Сообщений: 3660
  • Уважуха: +329/-118
  • Андрей Зворыкин М54
Re: Строевая, водоизмещение, ЦВ
« Ответ #1 : 15 Января, 2016, 20:10:16 »
При численном интегрировании на ЭВМ интеграл заменяют конечной суммой конечных же элементов. Таковыми, в данном случае, являются ломтики баллона, нарезанные поперек него. Точнее, приблизительные объемы этих ломтиков. Чем тоньше ломтики (шпации) и чем их больше, тем приблизительные объемы шпаций менее приблизительны и тем точнее результат. Ну, почти так, но не совсем. Уж слишком мелко дробить не надо - нагребем машинной ошибки при суммировании.

Однако, где взять этих мелких ломтиков, если известны погруженные площади только в нескольких сечениях? Иначе говоря, функция S(X) задана таблично и таблица эта не весьма подробна.  В таком разе приходится интерполировать значения функции между редкими заданными точками (узлами интерполяции). Для этого можно воспользоваться мат. моделью гибкой рейки (сплайна). Пусть далее слово "сплайн" останется за мат. моделью рейки, а не за ней самой. Сплайн можно сделать не только "строгим", точно проходящим через узлы интерполяции, но и сглаживающим. Это может быть полезно, если площади шпангоутов получены на основе обмера существующего корпуса и отягощены влиянием ошибок измерений.

... В результате обзавелся программкой, решающей поставленную задачу. Она совершенно ни как не привязана именно к надувному баллону и может быть использована для любых корпусов. Но она мне, как таковая, не интересна. Даже графикой ее оснащать не буду, графики при желании можно нарисовать внешними средствами, "сгущенную" строевую хоть экселью (программа выводит строевую в csv-файл с разделителями ";", который эксель может кушать).

А интересна мне спец. программа для надувного баллона, которая не требовала бы площадей шпангоутов, а работала бы с величинами осадок и радиусами обводов на редких шпангоутах. Кстати, такой подход обещает быть менее требовательным к густоте исходной таблицы. Кривые осадок и радиусов проще, чем строевая и точней интерполируются по редким узлам. По моим прикидкам, для строевой надо иметь, по крайней мере, 7 исходных точек-узлов.  Но спец. программу для баллонов я еще не сочинил. А та, что написана, была полезна как стимулятор для программирования сглаживающего сплайна, который теперь может быть использован в благородно-надутых целях.

Сейчас поищу какой-нибудь пример для иллюстрации работы программы, выкину дебажные выдачи и сдам всё с потрохами.

"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"

ЗАК

  • Сообщений: 3660
  • Уважуха: +329/-118
  • Андрей Зворыкин М54
Re: Строевая, водоизмещение, ЦВ
« Ответ #2 : 16 Января, 2016, 04:47:33 »
Ездиют тут некоторые не указывая пальцем из Воронежа, ещё и наливают.  Прям невозможно работать!

На просторах форума в Уральских его областях нашелся проектный чертеж баллона катамарана Авось, баллонный автор - Иваныч (см. картинку).  Вот его и обсчитал. Он есть двустволка, КВЛ проходит так, что во всех сечениях нижний ствол погружен ровно на величину радиуса в этом сечении. В этом случае расчет погруженной площади сечения очень прост.

Исходные данные для программы должны быть представлены в виде csv-фала, содержащего таблицу о двух столбцах - Х и S(X).  Только тут такой компот: CSV - это сокращение от "кома сепарейтед вельюз". Кома - это запятая на собачьем языке. А раз так, микрософтовский ексель как раз запятую в качестве сепаратора не жрет на входе и не пишет на выходе. Ну одно слово - абонамат. Умом ихнюю мать не понять. Зато жрет точку с запятой. Поэтому и свою программу, и ТаблеПро я настроил тоже на точку с запятой для совместимости с екселью.  ... Итак, исходные данные можно готовить в текстовом редакторе, в ТаблеПро и в Екселе. В последнем случае надо делать "саве аз csv". На второй картинке подготовленные данные в ТаблеПро. Иксы сечений должны быть в метрах, площади - в кв. метрах.

Запустив программу $ V_CV.exe и указав ей файл с данными (она спросит), получим сообщение "Расчет завершен, результаты в файле (имяфайла)". Имя выходного файла получается из имени исходного с добавлением "._spline", расщирение остается "csv".  В нем содержится "сгущенная" строевая и полученные значения V и Х(ЦВ) в кубометратрах и метрах соответственно.

Выходной файл можно открыть программой ТалеПро, редактором или Екселью. В последнем случае можно нарисовать график строевой (см. картинку). Только ось абсцисс она цифрует в номерах точек, зараза.

В примере с баллоном Авося я задавал координаты Х слева направо, т.е. от кормы к носу. Для кормового обреза Х=0. В этом случае полученная абсцисса ЦВ есть отстояние ЦВ от кормового обреза.

В зипе комплект ТаблеПро, моя программа и таблица исх. данных для Авось-баллона.

Иваныч, если вдруг сюда заглянешь, напиши пожалуйста значения V и Х(ЦВ), полученные твоей САПРой.
« Последнее редактирование: 16 Января, 2016, 04:54:09 от ЗАК »
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"

Иваныч

  • Сообщений: 4458
  • Уважуха: +149/-69
  • Название: Удача
  • Тип: Самодельный
  • Номер: Е-21
Re: Строевая, водоизмещение, ЦВ
« Ответ #3 : 16 Января, 2016, 18:17:09 »
Иваныч, если вдруг сюда заглянешь, напиши пожалуйста значения V и Х(ЦВ), полученные твоей САПРой.
Читаю, а то как же.  Я сразу почуял, что к Авосевскому баллону дело идет.
Давно это было, не все архивы сохранились.
Если ничего не вру, то объем одного баллона (погруженной части) получается 445 л, Х(ЦВ)= 315 см.

На деле получилось ровно то, что хотелось (штатный экипаж 4 чел + барахло. Много барахла.):

« Последнее редактирование: 16 Января, 2016, 18:42:32 от Иваныч »

ЗАК

  • Сообщений: 3660
  • Уважуха: +329/-118
  • Андрей Зворыкин М54
Re: Строевая, водоизмещение, ЦВ
« Ответ #4 : 16 Января, 2016, 22:38:43 »
Иваныч, спасибо. И зря я вчера спьяну дал удвоенные площади сечений - для катамарана, а не для одного баллона. Для одного баллона получается V=0.451 м^3. Это глупость подготовки данных, а не программы. Если её не делать, то результаты похожи и, думаю, оба слегка занижены, но несущественно.
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"

KatRaN

  • Сообщений: 137
  • Уважуха: +11/-1
  • Мирошников Александр
  • Название: Пока еще не назвал
  • Тип: Микруха
Re: Строевая, водоизмещение, ЦВ
« Ответ #5 : 17 Января, 2016, 00:47:04 »
Капец! Прочитал выше написанное несколько раз! Пытаясь максимально проникнуть в суть проблемы. Но чем дальше углублялся, тем больше вопросов. Пожалуйста! Переведите все это в матюки. может поможет ;D ;D ;D

Ива

  • Сообщений: 336
  • Уважуха: +13/-4
  • Тип: гребное проа
Re: Строевая, водоизмещение, ЦВ
« Ответ #6 : 17 Января, 2016, 01:44:52 »
Капец! Прочитал выше написанное несколько раз! Пытаясь максимально проникнуть в суть проблемы. Но чем дальше углублялся, тем больше вопросов. Пожалуйста! Переведите все это в матюки. может поможет ;D ;D ;D
Грубо говоря - площадь сечения ниже ватерлинии умножается на переменный шаг и складывается.
Вроде так?

ЗАК

  • Сообщений: 3660
  • Уважуха: +329/-118
  • Андрей Зворыкин М54
Re: Строевая, водоизмещение, ЦВ
« Ответ #7 : 17 Января, 2016, 03:04:13 »
Капец! Прочитал выше написанное несколько раз! Пытаясь максимально проникнуть в суть проблемы. Но чем дальше углублялся, тем больше вопросов. Пожалуйста! Переведите все это в матюки. может поможет ;D ;D ;D
Не поможет. Матюки неоднозначны, классический пример - "дофига нафигачили, расфигачивайте на фиг". Будет ещё непонятней. Только умоляю, не надо тут коктебейлить на эту тему.

Капец! Прочитал выше написанное несколько раз! Пытаясь максимально проникнуть в суть проблемы. Но чем дальше углублялся, тем больше вопросов. Пожалуйста! Переведите все это в матюки. может поможет ;D ;D ;D
Грубо говоря - площадь сечения ниже ватерлинии умножается на переменный шаг и складывается.
Вроде так?
При вычислении объема - так. Только шаг бывает переменным, и не абы как переменным, а разумным образом переменным, только в весьма продвинутых процедурах численного интегрирования. В простых случаях применяется постоянный шаг на всем интервале интегрирования. Я воспользовался "методом трапеций"  с постоянным шагом. Практически для тутошной задачи шаг должен быть достаточно мал для того, чтобы график интегрируемой функции, нарисованный как ломаная линия с этим шагом, выглядел бы не как ломанная линия, а как гладкая кривая.
« Последнее редактирование: 17 Января, 2016, 03:07:41 от ЗАК »
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"

KatRaN

  • Сообщений: 137
  • Уважуха: +11/-1
  • Мирошников Александр
  • Название: Пока еще не назвал
  • Тип: Микруха
Re: Строевая, водоизмещение, ЦВ
« Ответ #8 : 17 Января, 2016, 14:24:36 »
Капец! Прочитал выше написанное несколько раз! Пытаясь максимально проникнуть в суть проблемы. Но чем дальше углублялся, тем больше вопросов. Пожалуйста! Переведите все это в матюки. может поможет ;D ;D ;D
Грубо говоря - площадь сечения ниже ватерлинии умножается на переменный шаг и складывается.
Вроде так?

Ну примерно так и я это себе представлял. И на сколько я понял, конечная цель определить водоизмещения корпуса погруженного до определённого желаемого уровня? Если это так, и не стоит цель посчетать это именно графическим способом, то готов помочь автору сделать это с помощью проэктной программы. :) Для этого мне понадобится начертить обьёмный корпус, а дальше дель техники.

Иваныч

  • Сообщений: 4458
  • Уважуха: +149/-69
  • Название: Удача
  • Тип: Самодельный
  • Номер: Е-21
Re: Строевая, водоизмещение, ЦВ
« Ответ #9 : 17 Января, 2016, 14:31:43 »

Ну примерно так и я это себе представлял. И на сколько я понял, конечная цель определить водоизмещения корпуса погруженного до определённого желаемого уровня? Если это так, и не стоит цель посчетать это именно графическим способом, то готов помочь автору сделать это с помощью проэктной программы. :) Для этого мне понадобится начертить обьёмный корпус, а дальше дель техники.
Первый пост этой темы. Второй абзац.

Как там у классика? «Географию учить не надо – кучер довезет»  ;)
Что до вариантов расчета, то можно вспомнить о том, что всего двадцать лет назад такие задачи легко и с достаточной точностью решались с помощью ножниц и лабораторных весов - даже быстрее, чем сейчас в проектной программе. Но тогда не считали, что математику (и Бейсик  ;)) учить не надо.
« Последнее редактирование: 17 Января, 2016, 14:38:46 от Иваныч »