Onderwerp: Waarom ankeren in ondiep water met alleen ketting

JotM schreef :
Ja, correct, energie is een scalair. Maar ik kan het nog steeds schrijven als

E = E_x + E_y + E_z,

waarbij E_x = 1/2 M v_x^2, E_y = 1/2 M v_y^2 en E_z = 1/2 M v_z^2.

Dit is wiskundig correct. Dus als ik dit alles bekijk in een coördinatenstelsel dat beweegt met een snelheid van bijvoorbeeld v_y en v_z, dan kijk ik alleen naar de v_x-component en de bijbehorende energie.

Dat is het mooie van dit alles.

De ketting (en de snubber) worden dus alleen beïnvloed door de snelheidscomponent langs hun as, en de daarmee gepaard gaande kinetische energie.

PS: Als de energie niet zo netjes verdeeld zou zijn in deze orthogonale commentaren, zou je vreselijke problemen krijgen als je naar bewegende frames kijkt.

Neem de aarde. Wij roteren met een vreselijke snelheid EN bewegen langs onze baan rond de Zon, maar toch negeren we normaal gesproken de kinetische energie die met deze snelle beweging gepaard gaat, omdat we al onze berekeningen doen in een frame dat met de Aarde meedraait en langs de baan van de Aarde beweegt.

3Noreen schreef :
Nou, eigenlijk gebruik ik twee dimensies: De richting tussen anker en boot is één richting, en de richting van boot naar zeebodem is de tweede richting. In mijn model gebeurt alles in dit vlak.

Ik sluit alleen de richting loodrecht op deze twee uit, die lateraal langs de omtrek rond het anker werkt.

Zoals ik al eerder probeerde te zeggen: De trekkracht aan het anker die het probeert te laten slepen is die in de richting tussen anker en boot. Dit heb ik behandeld.

Wat ik niet heb behandeld is de kracht op de ankerschacht loodrecht hierop. Maar deze kracht trekt niet aan het anker om het te laten slepen. Het trekt om het te laten draaien. Dat is iets anders en het is per definitie niet de ankerbelasting. Het is nog steeds een slechte zaak, dat ben ik met u eens, want een voortdurend heen en weer wiebelen van de ankerschacht naar links en rechts zal zijn greep op de ondergrond verslappen, en dus de maximale houdkracht van het anker verminderen.

Maar het zal de werkelijke ankerbelasting niet veranderen. Alleen de drempel wanneer het anker begint te slepen verandert.

Dus ik blijf bij wat ik gezegd heb. De werkelijke ankerbelasting wordt niet beïnvloed door deze zijdelingse kracht, dat kan ik berekenen in het 2D model dat ik heb. Maar of het anker deze ankerbelasting kan weerstaan, hangt af van de hoeveelheid zijwaartse beweging die plaatsvindt.

In die zin kan ik de twee zaken scheiden. En ja, je hebt gelijk, het wiebelen aan de ankerschacht door de dwarskracht kan een serieus probleem zijn. Maar het is, zo u wilt, een orthogonaal probleem en kan afzonderlijk worden behandeld.

Ik behandel niet alles, dat heb ik nooit beweerd. Maar het is zeker beter dan een statische berekening van een bovenleidingscurve, die overigens ook geen rekening houdt met de zijwaartse richting.

MathiasW schreef :
Nee, dit is zowel wiskundig als fysisch flauwekul. Het is duidelijk dat je niet hebt begrepen wat je hebt geciteerd.
Ik wens je evenwel veel plezier met je app.

JotM schreef :
Zie mijn aanvulling op het antwoord dat ik eerder gaf, met Aarde en Zon.

Roterende frames. Bewegende frames. Er is duidelijk niets mis met die aanpak.

Hoe kan een wiskundig exacte transformatie van een vergelijking BS zijn? Dat snap ik niet.

Het is niets anders dan uw scalair product volledig uitgeschreven. Waarom is het correct als jij het schrijft, maar niet als ik het schrijf? Dat begrijp ik helaas niet.

Hoe dan ook, de situatie is als volgt:

We hadden de gouden standaard van de statische bovenleidingscurve volgens de TU Delft.

Ik (en ook anderen) voegden er vervolgens dynamische effecten aan toe. In 2D. Dit nieuwe model omvat het TU Delft model als een speciaal geval, maar het kan nog een paar dingen verklaren.

Wat nog moet gebeuren is het opnemen van de krachten die loodrecht op dit alles werken.

Niets is perfect, maar als het beter is dan voorheen, zie ik niet in waarom het niet zou worden gebruikt...

MathiasW schreef :
Er wordt aan het anker getrokken maar het is geen ankerbelasting. Dat is wel een erg creatieve manier om een belasting te definiëren. Laten we afspreken dat elke kracht die op het anker uitgeoefend wordt we als een belasting behandelen. Anders komen we nergens.

ik heb geen behoefte om dit theoretische gedoe allemaal uit te pluizen
je anker goed steken lijkt me essentieler

maar in denk;
ondiep water, veel ketting, over de grond = wrijving
neem je dat ook mee?

sy helios schreef :
Ik wel zie bericht eerder in dit draadje.

3Noreen schreef :
Ok, maar het is een orthogonale belasting. Het is gewoon logisch om het roterende effect te scheiden van het longitudinale effect. Hun acties op het anker zijn totaal verschillend. Een roterende belasting leidt niet tot slepen, omdat deze per definitie op dezelfde plaats blijft als waar het anker zich bevindt. Alleen de belasting in de lengterichting leidt tot slepen.

sy helios schreef :
Wrijving van de ketting op de zeebodem helpt niet veel. Het is het gewicht van de ketting op de zeebodem vermenigvuldigd met de wrijvingscoëfficiënt, die dicht bij 1 ligt voor een ketting op zand. Dus, 20 meter ketting van 10 mm weegt 40 kp, dit is de lastvermindering die u kunt krijgen - zolang de ketting helemaal niet beweegt, want anders zou de wrijvingscoëfficiënt lager zijn. Vergelijk dat eens met de 1000 kp die een anker van de nieuwe generatie met een ketting van 10 mm gemakkelijk kan houden in goed zand.

Saeftinghe schreef :
Ja persoonlijk snap ik wat voor conclusie moet trekken uit één zo'n anker app screenprintje. Geloof me, ik heb dat vaak zat (helaas) midden in de nacht zitten bekijken bij veel wind.... Ik was echter benieuwd naar een statistische analyse van grote aantallen screenprints (data)+ aanvullende gegevens over ketting, boot, etc., zodat je conclusies kunt trekken uit wat het gieren kan verminderen/vermeerderen.

MathiasW schreef :
Weer zo'n creatieve definitie. Laat ik mijn creatieve geest er ook maar eens op los. Rotatie van het anker leidt per definitie tot verplaatsen richting boot.

3Noreen schreef :
Niet echt, als het anker draait, en de boot natuurlijk mee, dan gebeurt er niets. Het anker sleept niet. Het is een pure rotatie.

Dit heeft niets te maken met creatieve definities. Het is een manier om een groter probleem op te splitsen in een paar kleinere problemen, die dan afzonderlijk kunnen worden aangepakt. Dit is allemaal waar wetenschap, techniek en natuurkunde over gaan. Problemen handelbaar maken.

JotM schreef :
Dus wanneer u een crashtest voor een auto analyseert, neemt u de kinetische energie mee die de auto heeft doordat hij rond de zon beweegt? En meedraait met de aarde?

Ik denk het niet...

MathiasW schreef :
Matthias ik waardeer je poging enorm, en ik leer bij t.o.v. van mijn VWO natuur- en wiskunde in dit draadje. Maar vind deze versimpeling van je model wel problematisch. De roterende belasting (door gieren) zorgt wellicht eerder voor anker-falen dan de langsscheepse belasting op het anker. Het roterende effect niet meenemen lijkt mij een grote versimpeling om je model bruikbaar te laten zijn om de praktijk te voorspellen.


Dat geef je zelf hier boven ook al aan. Zijwaartse belasting is toch ook gewoon belasting van je anker? Misschien wel de belangrijkste! Ankers zijn immers vooral gevormd om langsscheepse belastingen op te vangen. Helaas zie je in ankertesten ook vaak deze benadering: hard in de lengterichting van de ketting trekken. Gaat meestal goed natuurlijk. Maar dat is helaas niet de ankerpraktijk.

AndreAzuree schreef :
Hoi,

Bedankt. En ja, ik neem zeker niet alle belastingen op het anker mee. Maar het is belangrijk en een bekende standaardaanpak om de grotere taak op te splitsen in handelbare taken en die na elkaar te behandelen.

Een heel natuurlijke opsplitsing is die in een longitudinale kracht in de richting tussen anker en boot, en een zuiver roterende kracht die op het anker werkt. Deze twee krachten hebben totaal verschillende effecten.

De kracht in de richting tussen boot en anker is een directe trekkracht, en kan leiden tot slepen van het anker.

De roterende kracht kan per definitie niet leiden tot slepen, omdat het een rotatie is. Zij heeft dus geen longitudinale component. Dus geen slepen. Het kan nog steeds slecht zijn, maar op andere manieren.

Wat de rotatiekracht zal doen, is de ondergrond opschudden, waardoor deze minder weerstand biedt aan de golven van het anker. Dit betekent dat de maximale houdkracht van het anker, dus de maximale belasting die ik erop kan uitoefenen voordat het gaat slepen, lager wordt. Misschien wel veel lager.

Als beide aanwezig zijn, kan een sterke rotatiekracht dus de zwakkere longitudinale kracht versterken en tot slepen leiden. Maar alleen in de combinatie van de twee.

En ja, ik neem de rotatiekracht niet mee in mijn analyse, en dus is het model niet perfect. En ja, als de rotatiekracht heel sterk is, kan die de ondergrond massaal verzwakken en dus een probleem opleveren. Nog steeds buiten het bereik van mijn model.

Ik beweer niet dat de rotatiekracht altijd zwak is en veilig kan worden genegeerd. Hij kan belangrijk worden, maar op dezelfde manier doe ik ook geen uitspraken over de geschiktheid van de ondergrond, of de grootte van het anker. Dat valt allemaal buiten het bereik van het model.

Is dat slecht? Misschien wel, maar het is nog altijd beter dan een volledig statische analyse zoals gedaan door de TU Delft.

Stapsgewijze verbeteringen, zo werkt de wetenschap.

Jojo.

MathiasW schreef :
Je kunt met een ketting maar op één manier met je boot kracht op een anker uitoefen. Dat is een kracht in de richting waarin de ketting in ligt. Er wordt gewoon aan het anker getrokken. De kracht bestaat dus uitsluitend en alleen uit een longitudinale component.

En hoe zinvol is het dan om die kracht in twee haaks op elkaar staande componenten te splitsen, en (wellicht) de belangrijkste daarvan dan weg te laten?

AndreAzuree schreef :
Nou, kijk eens waar we begonnen zijn:

- De gouden referentie, het werk van de TU Delft (en miljoenen studenten natuurkunde), dat een analyse is van het statische geval. Het omvat geen dynamische effecten in de langs- of draairichting. Het kan de ankerbelasting ernstig onderschatten. Toch wordt het door velen gebruikt, zoals blijkt uit deze discussie. (En trouwens, het is al een grote verbetering ten opzichte van de domme reikwijdte-regel die door zovelen wordt onderwezen... dus 5 maal de ankerdiepte enz.)

- Het energiebalansmodel van Bjarne, mijzelf en enkele anderen, evenals het kracht-tijddomeinwerk van Alain, die allemaal dynamische effecten in de lengterichting meenemen, maar niet in de draairichting. Wanneer er dynamische effecten zijn, zal het een hogere ankerbelasting berekenen dan het TU Delft model, maar nog steeds minder dan wat het werkelijk zou zijn, als ook rotatie-effecten een rol spelen. MAAR: het komt al dichter bij de waarheid, en het verschil tussen dit model en het statische model kan nog steeds dramatisch zijn, dus het is geen klein effect. Daarom is het de moeite waard om deze tussenstap te doen.

- Het ultieme model waarin dynamische effecten in alle richtingen zijn opgenomen, evenals wrijving in welke vorm dan ook. Ja, dit zou het beste zijn om te hebben, maar zelfs als we het hadden, betwijfel ik of we alle revelante parameters van onze boot zouden kennen om de juiste waarden voor dit model in te voeren.

Voor mij is het model dat ik voorstel dus niet perfect, maar wel beter dan wat voorheen beschikbaar was. Er bestaan scenario's waarbij het verschil tussen dit model en het oude model groot is, dus is het de moeite waard dit model te gebruiken. Het bevat het vorige model als een speciaal geval en het zal NOOIT minder ankerbelasting voorspellen dan het statische model, dus het zal een analyse nooit slechter maken. Er zijn maar heel weinig extra parameters nodig voor mijn model, dus het is relatief eenvoudig te gebruiken. Dit betekent dat invoerfouten minder waarschijnlijk zijn.

3Noreen schreef :
Nou, nee, dat is duidelijk niet correct. Als de wind verandert, trekt de ketting onder een hoek aan de ankerschacht, en als je geluk hebt, draait het anker om in de nieuwe richting, zonder ontworteld te raken.

Dat is een rotatiekracht op de ankerschacht. Niet de ketting zelf, natuurlijk.

JotM schreef :
Ja? Nou en?

Je kunt nog steeds snelheden - en krachten trouwens - ontleden in componenten in verschillende richtingen en die apart behandelen. En door een wonder der natuurkunde valt de energie op soortgelijke wijze uiteen, aangezien zij, zoals je terecht stelt, een functie is van het inwendig product van de snelheid met zichzelf.

Als je zeilles volgt, zul je zeker geleerd hebben hoe je een parallellogram van krachten maakt...

Dat is alles wat ik hier doe, en ik begrijp echt niet waar het probleem zit. Het is basis spul, echt.

Ik begrijp er helemaal niks meer van...
René

Lineair of rotatiebewegingen hebben we nooit last mee.
Wel het wippen van de boeg door golven bij veel wind lijkt bij ons een dingetje
Is ook een soort van pendule maar net weer anders

MathiasW schreef :
Ik heb het hier niet over als de wind veranderd. Nadrukkelijk heb ik het over gieren achter het anker. Mijn punt heb ik nu wel gemaakt dat het hier door TS beschreven model geen rekening houdt met het effect van gieren achter het anker. Verder raad ik TS aan als hij een keer droog valt zijn anker uit te lopen en op te letten hoeveel kracht het kost om een ankerketting dwars door het zand te trekken.
Maar we belanden nu in de afdeling forum retoriek. Ik heb me voorgenomen daar niet meer toe te laten verlijden. Veel plezier samen met het uitwisselen van ideeën.

Erikdejong schreef :
Ha ja duidelijk. Werd op verkeerde been gezet icm de manier van Calidris.
Kan dus gewoon de puts aan de ketting hangen. Goed idee!