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

Автор Тема: Буксировки Марра-Федорова  (Прочитано 25826 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 #40 : 09 Января, 2010, 17:42:32 »
Для полной ясности - длина Феникса 6.1м - это по ВЛ или габарит?

6.1м - Это габарит. ВЛ - штука изменчивая, зависит от загрузки.
Покажите свою лодку и я увижу кто Вы.

ЗАК

  • Сообщений: 3441
  • Уважуха: +342/-129
  • Андрей Зворыкин М54
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #41 : 11 Января, 2010, 23:59:47 »
Спасибо Яне и тебе. Диаметр баллона сармы 0.50м. Исходя из, обработал совместно Феникс и Сарму.
Но не первичные данные, а рез. их первичной обработки, т.е. Сr -- коэффициенты общего сопротивления (для Сармы я их приводил выше). Cr - это сила гидродинамич. сопротивления при единичной (1м/с) скорости, Cr=Rполн/V^2. Оценивались, как и в прошлый раз по одной Сарме, к-ты волнового сопротивления и трения. Привожу графики согласия Cr и их модельных значений, полученных двумя методами - МНК и МНМ (0.5-квантильная регрессия). Всю цифирь потом сведу в файл и прицеплю.
« Последнее редактирование: 12 Января, 2010, 00:01:20 от ЗАК »
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"

ЗАК

  • Сообщений: 3441
  • Уважуха: +342/-129
  • Андрей Зворыкин М54
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #42 : 12 Января, 2010, 01:21:05 »
Замечу для ясности, что зависимость Cr от длины, диаметра на миделе и водоизмещения описывалсь общей для обоих катамаранов моделью. Ее базисные функции получены без использования результатов буксировок, чисто исходя из упрощенной физич. теории и правил геометрии. Налицо то, что называется "материалистическим детерминизмом" - теория определяет (детерминирует) модель, а эмпирически (подгонкой к измерениям) определяются только веса базисных функций. Никакого "подгибания" теоретич. базиса для лучшего согласия с данными не происходит. Иначе дело обстояло, когда я для одной Сармы подгонял модель зависимости Cr от W. Модель имела очень простой и общепринятый в гандикапстве вид, но не имела строгого физического смысла. Т.е. имел место "ползучий эмпиризьм" в чистом виде.

Все известные гандиканные формулы  для мнгокорпусников, за искл. SCHRS (IOMR), основаны на модели сопротивления вида R/V^2 = c * W^a / L^b, a=<1, b=<1.  Формула сопротивления, лежащая в основе IOMR, несмотря на страшно научный вид, хорошо аппроксимируется такой же формулой.
Что касается влияния водоизмещения W, то возражений не имею. Относительно применимости такого описания зависимости сопротивления от длины L для надувных - есть сомнение. 

Такая зависимость сопротивления от длины - монотонно убывающая на всей области определения. Хотя казе понятно, что описывающая её (зависимость, а не казу) функция должна иметь минимум. Т.е. должна существовать оптимальная, в смысле минимизации сопротивления, длина. Применение монотонно убывающей функции допустимо лишь в том случае, если оптимальная длина практически недостижима или вредна по приченам, не связанным с гидродинамич. сопротивлением. Т.е. область реальных значений длины находится на ветви спада графика сопротивления. Возможно, для жестких корпусов это так и есть. Но для надувных вклад составляющей трения больше и это неминуемо вызовет сдвиг минимума в область меньших значений длины (волновое от длины убывает, трение - растет). Если он (минимум) находится в интервале практически возможных длин, то жескокорпусные гандикапсусы применять нежелательно. Они будут формообразующими - стимулировать короткие и тяжелые (о переучете веса говорилось выше) лодки. Имея вполне теоретичную, хоть и простую, модель, можно посмотреть, какова длина, доставляющая минимум общего гидродинамич. сопротивления. Интуитивно кажется, что он достижим и уже найден практическим путем строителями лучших лодок. Попробую проверить. Единственное затруднение - модель хочет кушать заданный диаметр баллона. Что с этим делать - надо подумать, да и потрясти..
« Последнее редактирование: 12 Января, 2010, 06:39:32 от ЗАК »
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"

ЗАК

  • Сообщений: 3441
  • Уважуха: +342/-129
  • Андрей Зворыкин М54
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #43 : 12 Января, 2010, 06:16:08 »
Говоря об "оптимальной длине", я не имел в виду некий абсолют. Понятно, что оптимум будет зависеть от остального, в данной модели - от водоизмещения и диаметра баллона, в основном. По мелочи - от к-та полноты.

Так что делать с диаметром (на миделе)? Откудова брать, если он не обмерная характеристика? А очень просто - следовать принципу родоночальников гандикапства многокорпусников - Брюса и авторов IOMR. Его можно сформулировать так: "все, что не обмеряется, должно быть оптимально в смысле максимизации ходкости". Тут надо вспомнить расхожую фразу - "гандикап работает для примерно одинаковых лодок".  Какие лодки примерно одинаковы (сходны)? Да именно те, что Боон называет "оптимальными". Дурацкие лодки могут быть сколь угодно непохожи, а хорошие - на одно лицо. Потому, что лучшее решение, чаще всего, одно. А плохих различных - сколь угодно много.

Так что вопрос о выборе диаметра при оптимизации длины решается автоматически, совместно с выбором длины. Как?

Допустим, я хочу катамаран. Каким я его хочу? Ту т можно по-всякому хотеть. Но мне представляется разумным так:

Во-первых - назначение. Применительно к этой теме - гоночное, естественно. В соотв. с этим определю грузоподъемость - вес экипажа с небольшим запасом.  Пусть будет двойка, вес экипажа - 160кг. Вес катамарана-двойки примерно 80кг. Итого - 240. Ладно, накинем чуток и получим W=250кг.

Теперь допустим, что катамаран ставит "на лапу". Чтобы подветренный баллон не утоп и не потерял продольную остойчивость, надо иметь запас объема. Это вторая задача - определить к-т запаса. Рекомендации, на основе опыта, есть - не менее 2-х, а лучше -- k=2.2.  Так и возьмем.

Теперь "мелочь" - к-т полноты. Возьмем, для гоночного, Cp=0.64. 

Задавшись этими величинами можно, для наглядности, табулировать длину L c малым шагом:
- для очередного значения L:
- посчитать площадь погруженного сечения миделя -- S=W/(L*Cp)
- определить радиус баллона r в миделе, исходя из к-та запаса k: pi*r^2=k*S, откуда r=sqrt(k*S/pi).
Делать r меньше, чем посчитано, нельзя (установленного запаса не будет), больше - не имеет смысла, поскольку увеличим смоченную поверхность. Задача отн. r решена для текущего значения L и полученное таки образом значение r будет оптимально в смысле минимизации смоченной поверхности при неявном ограничении снизу, определяемому к-том запаса объема k.
- используя подогнанную по буксировкам модель, посчитать кт общего сопротивления Cr(W,L,Cp,r) и записать в таблицу;
- повторить для сл. значения L.

Получив таким образом таблицу Сr (L) при заданных W, Cp, легко построить график и узреть, при какой длине достигается минимум сопротивления.
« Последнее редактирование: 12 Января, 2010, 19:51:40 от ЗАК »
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"

Nnnnnnn

  • Сообщений: 3318
  • Уважуха: +113/-69
  • Тип: пешеход
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #44 : 12 Января, 2010, 10:24:45 »
Относительно применимости такого описания зависимости сопротивления от длины L для надувных - есть сомнение. 

Такая зависимость сопротивления от длины - монотонно убывающая на всей области определения. Хотя казе понятно, что описывающая её (зависимость, а не казу) функция должна иметь минимум. Т.е. должна существовать оптимальная, в смысле минимизации сопротивления, длина.

У жестких есть физический предел длины поплавков ~22-23 фута, жесткий большей длины уже выпадает из категории "пляжных", т.е. не может "кантоваться" на берегу силами экипажа. Исключения, типа С-класса или 25-30 футовых американских открытых катамаранов по Текселю и SCHRS практически не гоняются.
В правилах гонки вокруг Текселя максимальная длина ограничена 27 футами.
Да и вообще, надувные очень сильно недогружены парусами для своей длины с т.з. жестких.

ЗАК

  • Сообщений: 3441
  • Уважуха: +342/-129
  • Андрей Зворыкин М54
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #45 : 12 Января, 2010, 19:43:22 »
Задавшись для гоночной надувной двойки значениями W=250кг, Cp=0.64, k=2.2 и табулируя длину по ВЛ от 4 до 8 метров с шагом 0.1м получим соотв. значения диаметра, осадки и Cr -- кт-та общего сопротивления.  На картинке - график Cr(L). График нарисован Матриксером, коим была импортирована насчитанная таблица.

Минимум сопротивления при заданных условиях достигается при L=5.25м. Длина Сармы по обмерной ВЛ -- 5.21м.  (Но полученный оптимальный диаметр -- 0.46м, что несколько меньше фактического 0.5м.)

Задавшись W=350, получим Lopt=5.8м, Фopt=0.51м, что почти в точности совпадает с Фениксом (напомню, что оптимизируется длина по ВЛ).

Важно то, что оптимальная длина для надувных достижима и достигается практически. Все существующие гандикапы применительно к надувным - нехороши принципиально.

Вспомнилась мне Лида с туринг-Бризенком на баллонах от "Спава" длиной по ВЛ чуть меньше 5м на глаз.  Она назвала гандикап на ВВР "грабительским". И была права. Оценив водоизмещение ее яхты с экипажем как 120--125кг, получим оптимальную длину 4.2м. По-хорошему ее "прощать" надо за лишнюю длину, а SCHRS наоборот, злобно штрафует. При этом она еще и за "легкость" получает штрафа больше, чем надо из-за переоценки влияния веса.
« Последнее редактирование: 13 Января, 2010, 05:52:43 от ЗАК »
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"

ЗАК

  • Сообщений: 3441
  • Уважуха: +342/-129
  • Андрей Зворыкин М54
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #46 : 16 Января, 2010, 03:13:37 »
У гандикапных формул "ноги растут" из мат. моделей, придуманных конструкторами судов для нужд проектирования. Для перехода к гандикапным формулам происходит некоторое упрощение с целью уменьшения числа обмерных характеристик. Например, если использовать полученную модель сопротивления для построения гандикапной формулы, то один из факторов сопротивления - диаметр баллона придется определять при расчете балла исходя из какого-нибудь допущения, поскольку мерить его не принято. Хотя - померить или спросить у владельца труд не велик, на фоне обмера парусов - просто ничтожен.

Теперь планчик такой: слепить гандикап на базе полученного добра и катануть его на реальной регате, сравниваня с другими гандикапами. Методика сравнения в принципе описана В.Алексеевым, ну и фпирот, за орденами.

Но засорять эту тему гандикапными делами не буду, открою отдельную.
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"

ЗАК

  • Сообщений: 3441
  • Уважуха: +342/-129
  • Андрей Зворыкин М54
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #47 : 30 Января, 2010, 03:09:49 »
Имея в виду возможность гандикапить совместно надувные и жесткие, надо построить общую - для надувных и жестких, формулу сопротивления. Ну, формула, скорей всего не получится, а простенький алгоритм с ветвлением - получится, куда он денется. Пожалуй, стоит поступить так: дать себе возможность указывать не к-т трения, а непосредственно абсолютную шероховатость поверхности. Естественно, при эксплуатации гандикапа будет достаточно указать тип корпуса - надувной, жеский_пластик, жесткий_крашенная_фанера, ...  Программа расчета сама подставит шероховатость. Далее - пересчет в относительную шероховатость (от абсолютной и длины корпуса), далее - пороговый к-т трения. Ага.

Вот чем хороша "физичная" (в отл. от чисто эмпирической) модель? Тем, что ея параметры имеют известный физический смысл. Поэтому перейти от "надувной" к жесткой несложно. Расчет волновой составляющей сопотивления не меняется, меняется расчет смоченной поверхности и к-т трения. Делов-то.. Однако придется подогнать функцию пересчета относительной шероховатости в пороговый к-т трения. Данные придется снять с графика в [Школа яхт. капитана или Справочник по катерам...].
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"

ЗАК

  • Сообщений: 3441
  • Уважуха: +342/-129
  • Андрей Зворыкин М54
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #48 : 31 Января, 2010, 22:23:56 »
Подогнал функцию пересчета относительной шероховатости в пороговый к-т трения при турбулентном обтекании. Что значит "пороговый"? А минимальный, меньше которого при данной абс. шероховатости и длине быть не может, как бы не разгоняли Re.
Значения снял с графика. То, что на графике в книге - это результаты буксировок пластин с известной шероховатостью. По всему этому снятые с графика данные нельзя рассматривать как точные и должно применять сглаживающую функцию, а не строгую интерполяцию, точно проходящую через точки задания.

Ну и вот. Свободный от среды к-т трения Сf0=0.01964*(L/k)^(-0.1625). Здесь L -- длина, k -- абс. шероховатость (ср.высота неровностей).
P.S. Была опечатка, указал разные елиницы изм.  для L и k. Исправил. Они могут быть любыми, лишь бы одинаковыми.

Для пресной воды Сf=51*Cf0=1.002*(L/k)^(-0.1625).

На графиках - рез. подгонки в логарифмических и "естественных" шкалах.
« Последнее редактирование: 01 Февраля, 2010, 03:09:27 от ЗАК »
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"

ЗАК

  • Сообщений: 3441
  • Уважуха: +342/-129
  • Андрей Зворыкин М54
Re: Буксировки Марра-Федорова
« Ответ #49 : 31 Января, 2010, 23:22:02 »
Теперь, очевидно, модель составляющей трения (и общего сопротивления) изменится. Если раньше к-т трения полагался постоянным не зависимо ни от чего, теперь он полагается постоянным для конкретной лодки, имеющей конкретную длину. При другой длине к-т трения будет другим, а именно будет убывать с ростом длины. Т.е. будет несколько более полное согласие модели с советской наукой. К полному согласию стремиться не продуктивно, парусник - не пароход, пилящий на экономическом ходу, он движется с разными скоростями. Поэтому закладывать зависимость к-та трения от Re, а не только от длины, довольно бесполезно, если мы не собираемся проектировать лодку под определенную скорость или ветвить гандикап по скоростям в гонке.

Далее, первым делом надо проверить согласие новой модели с результатами наблюдений. Если все плохо, выкинуть модель к черту. Если нормально, построить вариант для жестких корпусов и сравнить (относительно) с моделью сопротивления, лежащей в основе какого-нибудь Текселя. Если будет согласие, то и добре.

Почему нельзя сразу использовать для жеских (в совместных гонках с надутыми) непосредственно Тексель или Ёмр? А потому, что они в своих масштабах и черт их знает каких. А про свои мы знаемо все.
"Один ишак ишол, второй ишак ишол и третий ишак ишол и весь караван ишол"