f Буксировки Марра-Федорова
Гонки и путешествия под парусом
Новости Регаты Рулевые Форум Видео Фотоконкурс Справочник

Автор Тема: Буксировки Марра-Федорова  (Прочитано 27316 раз)

0 Пользователей и 1 Гость смотрят эту тему.

Константин-М99

  • Сообщений: 307
  • Уважуха: +16/-19
  • Название: Феникс
  • Тип: Кат.13 м2
  • Номер: М-99
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #10 : 19 Декабря, 2009, 19:31:35 »
...Коэфициенты гидродинамич. сопротивления Сармы при водоизмещении Р получены следующие:

   Р              Х           СКО
-----------------------------
  85          0.14    0.006
139          0.18    0.006
176          0.20    0.006
230          0.23           0.006
245          0.24    0.006
299          0.28    0.006

Чтобы получить сопротивление, надо умножить на квадрат скорости в узлах...

 Андрей, а что на что надо умножить\разделть, чтобы получить коэф. гандикапа?

...Я полностью присоединяюсь ... мне вводить... гандикап в зависимости от длины ног...




Я уж раз 20 тут писал, что не хочу взвешиваться,...

Ну чего опять всполошились? Торжественно обещаю, на ваши (части) тела гандикапом покушаться не буду
поскольку в крапивных гонках за все прошедшие годы вы замечены небыли.
Покажите свою лодку и я увижу кто Вы.

ЗАК

  • Сообщений: 3502
  • Уважуха: +345/-135
  • Андрей Зворыкин М54
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #11 : 21 Декабря, 2009, 05:45:06 »
Костя, твой вопрос я понимаю так: как практически использовать полученный результат для построения (или уточнения, или подтверждения существующего) гандикапа для надувных?  Процитированная тобой таблица - промежуточный результат и использована при двухшаговом подходе для получения зависимости к-та гидродинамич. сопротивления от веса, что и было целью. 

Полученный результат я не считаю достаточным для практич. применения. Его еще надо дополнить, ..., ..., осмыслить, а потом уж...  Однако как использовать подобный результат в гандикапной формуле (если будет уверенность в его надежности и универсальности) и что на что множить/делить - ясно. Пока написал тебе в личку. А тут я из вежливости уже 2 дни оставляю (до завтра, по меньшей мере) время высказаться на сей предмет международно-общепризнанных спецов в обмерно-гандикапной области. Благо их здесь есть и подсказка сделана. Тем боле, что методическую помощь Григорий когда-то сулил.

Кроме того, не будучи международным авторитетом, не могу ограничиться только указанием "что на что ..." (кто ж поверит?), а хотел бы написать это обоснованно и понятно, в купе с принципом и методом построения простых "измерительных" гандикапов (принципиально не простые для многокорпусников и не применяются).  Возможно, это будет интересно кому-то еще. В рунете описания того, как практически и из чего строятся ганд. формулы, мне найти не удалось (RS-2000 "формулой" не называю).  И на сайтах бурж. комитетов, поддерживающих конкр. ганд. системы, ничего подобного нет.

Костя, еще скажи пожалста: К моменту проведения замеров Сарма была уже на новых баллонах от ВУ (или содранных с них)? Если да, то длина их какая (5.7?)? В мерилке на парусах про баллоны ни фига нет.
« Последнее редактирование: 21 Декабря, 2009, 05:52:55 от ЗАК »
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"

Nnnnnnn

  • Сообщений: 3334
  • Уважуха: +114/-70
  • Тип: пешеход
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #12 : 21 Декабря, 2009, 15:49:30 »
Андрей,
из общих соображений, трение должно зависеть от водоизмещения как степень 2/3, пропорционально росту смоченной поверхности.

ЗАК

  • Сообщений: 3502
  • Уважуха: +345/-135
  • Андрей Зворыкин М54
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #13 : 22 Декабря, 2009, 02:21:43 »
Андрей,
из общих соображений, трение должно зависеть от водоизмещения как степень 2/3, пропорционально росту смоченной поверхности.

Это для каких обводов? Для круглых в сечении баллонов совсем не так.

Давай в первом приближении считать баллон круговым цилиндром, погруженным без дифферента на величину меньше радиуса. Площадь погруженных поперечных сечений будет линейна по водоизмещению, S=P/L.  Погруженные сечения - сегменты. Площадь смоченной поверхности линейна по длине дуги сегмента D, Sсмоч=D*L.  Отсюда, смоченная площадь зависит от водоизмещения (при постоянной длине L) так же, как длина дуги от площади сегмента.  Функцией вида D=с*P^x эта зависимость точно не описывается, но дает хорошее приближенное описание. 

Опишем  функцией указанного вида зависимость длины дуги от площади сегмента при осадках от 0.2*R до 0.9*R, R - радиус баллона. Для этого из справочника по арифметике Бронштейна и Семендяева возьмем таблицу площадей и дуг сегментов и подгоним значения с и х.  Получим оценку х=0.4.   Таким образом, площадь смоченной поверхности конкретного баллона почти линейна по водоизмещению в степени примерно 0.4 (а не 2/3=0.67, как ты написал).

На картинке изображены графики точной и найденной приближенной зависимости. По горизонтальной оси - площадь сегмента, по вертикальной - длина дуги. Точная зависимость показана сплошной линией, модельная - штрихпунктиром. Оцифровка соответствует R=1.

Очевидно, что показатель степени будет несколько разным для разных осадок.  Опишем по одельности половинки таблицы и получим х1=0.37 - для осадок от 20% до 50% R и х2=0.43 для осадок от 60% до 90% R.

Для V-образных погруженных сечений смоч. поверхность пропорциональна Р^0.5 строго.
При плоскодонных обводах функция вида c*P^x непригодна для приближения смоченной площади.
« Последнее редактирование: 23 Декабря, 2009, 04:31:52 от ЗАК »
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"

Nnnnnnn

  • Сообщений: 3334
  • Уважуха: +114/-70
  • Тип: пешеход
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #14 : 22 Декабря, 2009, 12:26:12 »
Убедил, очень общие были мои соображения. :)
Ещё вопрос:
То что к-т сопротивления воздуха константа - это принятая гипотеза или
получилось по оценкам? В принципе порядок величины похож на правду, с одной
стороны, с другой он должен заметно меняться в вариантах с экипажем/без
экипажа. С третьей, вклад воздушного сопротивления в данном случае
достаточно мал и им можно пренебречь.

Константин-М99

  • Сообщений: 307
  • Уважуха: +16/-19
  • Название: Феникс
  • Тип: Кат.13 м2
  • Номер: М-99
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #15 : 22 Декабря, 2009, 18:15:12 »
Костя, твой вопрос я понимаю так: как практически использовать полученный результат для построения (или уточнения, или подтверждения существующего) гандикапа для надувных?  Процитированная тобой таблица - промежуточный результат и использована при двухшаговом подходе для получения зависимости к-та гидродинамич. сопротивления от веса, что и было целью. 

Полученный результат я не считаю достаточным для практич. применения. Его еще надо дополнить, ..., ..., осмыслить, а потом уж... 

Костя, еще скажи пожалста: К моменту проведения замеров Сарма была уже на новых баллонах от ВУ (или содранных с них)? Если да, то длина их какая (5.7?)? В мерилке на парусах про баллоны ни фига нет.

 Андрей, помница баллоны были от ВУ новые, т.е. с форштевнем, длину не помню. Может Зиброва Яна откликнится - её   
лодка. Длина баллонов Феникса - 6100 мм.
 К вопросу о буксировке. Хотелось бы услышать рекомендации по методике проведения этих экспериментов.
 К примеру сделать буксировку в штиль, в ветер 3-4 бала. Так же интересно сравнить цифры по сопротивлению
разных катамаранов 13квм, допустим кат. Святенко, мой и Успенского.

Покажите свою лодку и я увижу кто Вы.

пани Яна

  • Сообщений: 489
  • Уважуха: +105/-71
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #16 : 22 Декабря, 2009, 19:07:12 »
Баллоны "Сармы" - производство Верфи Успенских.

Длина полная - 5,61
Длина по ВЛ  - 5,21
Яна Зиброва,  М 710 "Сарма"

ЗАК

  • Сообщений: 3502
  • Уважуха: +345/-135
  • Андрей Зворыкин М54
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #17 : 23 Декабря, 2009, 02:02:46 »
Яне - спасибо! Что баллоны были от ВУ, хорошо. Иначе эксперимент был бы мало полезен. Простой гандикап строится для "оптимальных лодок" [Nico Boon]. Об этом подробней напишу при описании принципов построения гандикапов.

Ещё вопрос:
То что к-т сопротивления воздуха константа - это принятая гипотеза или
получилось по оценкам? В принципе порядок величины похож на правду, с одной
стороны, с другой он должен заметно меняться в вариантах с экипажем/без
экипажа. С третьей, вклад воздушного сопротивления в данном случае
достаточно мал и им можно пренебречь.

Это допущение. С одной стороны - вынужденное (чтобы не зашиться и не вывихнуть извилину), с другой стороны - разумное. Если бы сопротивление экипажа (в зависимости от численности) сильно менялось, это было бы заметно по разностям тяг при буксировке по ветру и против ветра для разной численности. Однако этого не заметно. В такой ситуации заводить в модели лишние неизвестные вредно.  Вкладом воздушного сопротивления принебрегать нельзя (ятд), а различием вкладов от числа лиц - можно, если считать, что сопротивление оказывает, в основном, не валяющаяся на палубе публика, а разлапистый и аэродинамически "грязный" катамаран (я не хочу обидеть Сарму, они все такие).

Прошу прощенья, что не описал четко "основы" выполненного расчета. Делаю это счаз.

Допущения: скорость ветра постоянна; к-т аэродинамич. сопротивления постоянен; гидродинамическое и воздшное сопротивления пропорциональны квадрату скорости.

Наблюдения (измерения) - силы тяги (для сармы их 36). Предполагается отягощенность случайными ошибками.

Исходные данные (предролагаются точными) - скорости буксировки и полные значения веса.

Определяемые (неизвестные) параметры модели - к-ты гидродинамических сопротивлений для каждого веса (их 6), к-т аэродинамич. сопротивления, скорость ветра. Всего 8.

Модель - сила тяги по велечине равна общему сопротивлению (сэр И.Ньютон), общее сопротивление равно сумме влияний гидродинамического и воздушного сопротивлений. Последнее может быть отрицательным при буксировке по ветру.
Математич. модель строилась в "стандартной" форме, в виде системы уравнений связи наблюдений со всем остальным. Виды уравнений я приводил выше.

Модель неприятна тем, что нелинейна по параметрам "к-т воздушного сопротивления" и "скорость ветра" и скачками знака влияния воздушного сопротивления. Это создавало некоторую техническую трудность.

Для подгонки применялся МНК. Ипользован прием "разделенных наименьших квадратов" [Форсайт, Малькольм, Моулер. Машинные методы математических вычислений]. Реализован прием через задницу, с ручным протыком с шагом в один узел значений скорости ветра (программировать лень). Линейную регрессию считал при каждом тыке стат. пакет "Matrixer" [автор А.Цыплаков].
Отбраковка выбросов проводилась на уровне значимости 5% (вероятность ошибиться, выкинув "правильное", на самом деле, наблюдение).
------

Костя, с "рекомендациями по методике..." погоди маленько.

Наиль, для сечения, изображенного на рисунке, показатель степени при водоизмещении в формуле смоченной площади получилось 0.5 при осадках примерно с радиус скругления обвода. Такое сечение, видимо, характерно для жестких корпусов в средней и довольно длинной части (обоснования у Норвуда).
« Последнее редактирование: 23 Декабря, 2009, 05:41:04 от ЗАК »
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"

ЗАК

  • Сообщений: 3502
  • Уважуха: +345/-135
  • Андрей Зворыкин М54
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #18 : 23 Декабря, 2009, 05:32:44 »
Забыл написать про второй этап расчета. На первом этапе была получена зависимость к-та гидродинамич. сопротивления от веса в табличной форме (6 точек для Сармы). На втором этапе решалась задача перехода от табличной формы задания функции к аналитической. Для этого таблица аппроксимировалась функцией вида X(P)=c*P^z ,  с и z - неизвестные параметры. Решения относительно них приведены выше.

Эту функцию не я придумал применить, она применялась для описания зависимости сопротивления от веса при построении всех известных мне гандикапов, кроме IOMR (SCHRS, МАРИНС). В IOMR зависимость описывается гораздо более сложно. Толку от этого, как известно, нет совсем - качество описания, по меньшей мере, не лучше.

Полученное решение отн. "с" связанно с длиной Сармы. Чтобы очистить к-т сопротивления от влияния ея длины и получить общую аналитическую зависимость сопротивления не только от веса, но и длины, одной Сармы мало. Надо таскать катамараны разной (желательно - очень разной) длины. При этом баллоны должны быть примерно той-же (наилучшей на сегодня) формы.
« Последнее редактирование: 30 Декабря, 2009, 22:25:26 от ЗАК »
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"

ЗАК

  • Сообщений: 3502
  • Уважуха: +345/-135
  • Андрей Зворыкин М54
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #19 : 31 Декабря, 2009, 03:05:11 »
Костя, перечисли пожалуйста всех участников проведенных буксировок, они заслуживают благодарности перед строем всей надутой общественности!

... Чтобы ... получить общую аналитическую зависимость сопротивления не только от веса, но и длины, одной Сармы мало. Надо таскать катамараны разной (желательно - очень разной) длины.

Не совсем так. Можно извлечь и из теории, а потом проверить адекватность тасканиями.
Ну и станем помолясь извлекать все что можно и из науки, и из буксировок, и из ихнего компота!

Я уже неоднократно писал, что при прочих равных, сопротивление трения надувных корпусов должно быть выше, чем для жестких. Различие объсяняется двумя причинами. Во первых, жесткие корпуса легко оптимизировать в смысле минимизации площади смоченной поверхности, для чего придать им радиальные поперечные обводы (радиус равен осадке) на большей части длины [Норвуд]. Для надувных того же можно достичь только на баллонах сложной конструкции, например - двустволках с общим чехлом (Романтик). А на простых - фигу. Во-вторых, можно ожидать, что к-т трения тряпки о воду будет повыше, чем у гладкого пластика (иначе Наиль оклеил бы Накру тэзой).

Сравним теперь на количественном уровне смоченную площадь катамаранов размерений Сармы, надувного и жесткого. Водоизмещение, длину и призматич. к-т полноты положим равными, крена и дифферента нет. К-т полноты положим Сп=0.75, хотя для сравнения это не важно, можно вообще его опустить. Но пригодится в дальнейшем. Обводы жесткого считаем оптимизированными в вышеупомянутом смысле.

Пусть D2 = D/2 [м^3] -- объемное водоизмещение одного корпуса, численно равное половине веса в тоннах, D2=W/2. Примем W=(85+150)/1000=0.235 [т], D2=0.235/2=0.118 [м^3].
Длина по квл L=5.21м.

Получим площадь погруженного поперечного сечения корпуса на миделе для обеих лодок: S=D2/(L*Сп)=0.0302 м^2.

Погруженный периметр миделя для надувного
Gн=2.54*S^0.39=0.65м,
для жесткого
Gж=2.52*S^0.49=0.45м.

Смоченная площадь двух корпусов Sсм=2*G*L*Cп^(2/3).
Для надувного Sсм(н)=6.2 м^2,
для жесткого Sсм(ж)=4.3 м^2,
Sсм(н)/Sсм(ж)=6.2/4.3=1.4.

Итак, смоченная поверхность надувного типа Сармы почти в полтора раза больше, чем  у "равновеликого" жесткого. Во столько же больше будет и сопротивление трения при равных к-тах трения.

Теперь запишем приведенный алгоритм вычисления смоченной площади в виде формулы, явно описывающей зависимость Sсм надувного катамарана от водоизмещения и длины. (Округлил 0.39 до 0.4)

Sсм=2*(2.54*(D/2/L/Cп)^0.4)*L*Cп^0.67=2*2.54*D^0.4*2^(-0.4)*L^(-0.4)*Cп^(-0.4)*L*Cп^0.67=
= 2^0.6*2.54*D^0.4*L^0.6*Cп^0.27=
= 3.85*D^0.4*L^0.6*Cп^0.27

Доля вклада трения в общее сопротивление для надувных должна тоже быть выше, поскольку волновое зависит для корпусов большой отн. длины только от длины и водоизмещения и если эти показатели для жестких и надутых равны, то и волновое сопротивление - тоже.

Формула получена для "нормальной" загрузке катамарана. Она должна подвирать при ненормально малых и больших загрузках, которые использовались при буксировках. Это можно поправить, если знать радиус баллона. Тогда можно получить зависимость периметра G от погруженной площади сечения S более точно.
« Последнее редактирование: 31 Декабря, 2009, 05:50:37 от ЗАК »
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"