Onderwerp: wrijvingsweerstand versus vorm weerstand

Yellow Boat schreef : Vertel eens, waar baseer je die zekerheid op? Of eigenlijk überhaupt die verwachting c.q. overtuiging?

Yellow Boat schreef : You could have fooled me.

JotM schreef :
Dit baseer ik op mijn kennis van de theorie van Foude en andere slimme geleerden .
Maar je hoeft het niet te geloven hoor want dat doe je kennelijk sowieso zelden .
Misschien wel eens gaan nadenken of anderen het niet toch beter kunenn weten dan jijzelf.
Mijn van de uitspraken van Confucius afgeleide en , toegegeven wat cryptische spreuk is daarvoor :
"het gaat er niet om wat je weet maar dat je weet wat je niet weet"
Ad

Ervaar jij de romspsnelheid dan aks een brick wall? Mijn TRS is 6,24 knoop. Ik vaar onder spi op vlak water gewoon 9 knopen.

Da’s precies Ad’s uitdaging: weten wat ie niet weet! Da’s nog best een boel! Zoek die W1010 curve eens op? En waarom heeft een catamaran helemaal geen “last” van iets theoretisch’ als rompsnelheid?

Yellow Boat schreef :
Als je niet in staat bent om met bronnen of uitleg op de proppen te komen kun je altijd nog op de man gaan spelen. Heel sterk, ik ben echt diep onder de indruk.
Nu nog de ervaring uit de praktijk van Boarderbas weg redeneren. En de meetgegevens van de sleepproeven in Delft. Doe je best.

Beschouwing over Froude vs rompsnelheid:

Rompsnelheid ~ 2.45 x wortel LWL.

Voor mijn boot: 2.45 x wortel 7.35 = 6.64kn.

Fr = v / wortel(g x L)

v = 6.64/2m/s

Fr = 0.39

Dat is ver subkritisch.

Om aan een kritische stroming te komen, bij de rompsnelheid van mijn boot, mag de kritische afmeting volgens Froude maar 1.12 m zijn.

Komt niet echt overeen.

Blijkbaar is de drempel niet 1, maar 0.5:

en.wikipedia.org/wiki/Froude_n...umbers_and_waves.png

Zoals ik eerder al schreef: als je rompsnelheid definieert als de snelheid waarbij de golflengte van de longitudinale golven (veroorzaakt door de romp) even lang is als L_WL bedraagt de rompsnelheid wortel(g·L_WL)/wortel(2·π).

Aangezien het Froude-getal is gedefinieerd als Fn = v/wortel(g·L_WL), bedraagt het Froude-getal bij de rompsnelheid 1/wortel(2·π)
~ 0.399

Nachtvlinder schreef : Van een W1010 ken ik geen meetresultaten, maar van DSYHS Syssers wel. (gesleept in de tank in Delft)
Wat ik wel aardig vind om te zien is het verschil tussen de Sysser 42_0,5 (L_WL 10m en 0,5m overhang achter) en Sysser 47_0 (L_WL 10m en geen overhang achter).

Die Sysser 42 is een vrij conventionele rompvorm, met een waterverplaatsing van 9,6 ton; de Sysser 47 is moderner en heeft maar 6,1 ton waterverplaatsing.

Sysser 42_0,5:




Sysser 47_0:




En als je de weerstandswaarden (in de sleeptank bepaald, kale romp, dus zonder kiel en roer, rechtop) dan vergelijkt:




Komt deels door de waterverplaatsing, deels door de rompvorm. Als je de relatieve weerstand ([N/ton]) vergelijkt zie je wel dat de traditionele rompvorm tot aan de rompsnelheid (bij L_WL van 10m is dat 3,95 m/s) iets beter presteert. Maar ja, dan moet je niet te zwaar bouwen.

Interessant! Ik had wel verwacht dat die plattere romp een minder scherpe overgang richting glijdend regime zou laten zien!

Ja? Ik denk dat de meeste moderne brede platte bakken juist een iets hardere overgang hebben, dan smalle rompjes zoals je die ziet op catamarans, en de W1010 bijvoorbeeld. Die gaan vrijwel naadloos over in glijden en planeren, brede, vlakke rompen merk je wel tegen hun golf op varen en er op een gegeven moment van losbreken. En en ander hangt ook af van (actieve) gewichtstrim, zeilvoering, etc. Super lichte boten met veel zeil zoals een mini gaan ook vrij gemakkelijk glijden, maar dat gebeurd eigenlijk al vroeg, voordat ze hun theoretische rompsnelheid halen

hmm toch voel ik bij mijn boot (vlak onderwaterschip), het moment ook niet exact, wanneer hij begint te glijden. Heb een paar keer 9 tot 9.5 knoop gevaren (vlak water). Dan voel je een beetje glijden, maar niet als abrupte overgang. Toch zit je dan al lang boven de roepsnelheid van een 33 voeter.

Je laatste zin JRomkes: ik dacht altijd dat wanneer een romp gaat glijden, deze over haar eigen boeggolf heen moest varen. Dus een stukje omhoog moet, wat extra energie (eenmalig, een vorm van potentiële energie) kost. Dan begrijp ik niet hoe een ronp kan glijden onder de rompsnelheid...

De lengte breedte verhouding van een mini is zo'n beetje 3:1, terwijl de sa/d ook ver buiten de perken ligt van 'normale' zeilboten. De traditionele formule voor rompsnelheid, zoals hier aangehaald, heeft dus ook niet echt betrekking op zo'n boot. Net zo min als hele lange ranke lichte rompen zoals die van catamarans. Nigel irens heeft een hele serie lichte slanke motorboten ontworpen die dat concept toepassen om harder dan hun theoretische rompsnelheid te gaan.

Om een lang verhaal kort te maken: de standaard formule voor rompsnelheid geld vooral voor boten van een gemiddeld tot zwaar gewicht en een gemiddelde lengte/breedte verhouding.

dat is interessant. Tot welke lengte/breedte verhouding gaat de rompsnelheid/waterlijnlengte formule nog op, denk je?

De waterlijn lengte formule gaat altijd op voor rompsnelheid. Ook een planerende zeil of motorboot heeft een rompsnelheid. Alleen merk je daar bij sommige boten niets van. Rompsnelheid is een theoretisch punt in je snelheids/weerstandscurve en is gedefinieerd als afstand tussen de boeggolf en de hekgolf die gelijk is aan de waterlijn lengte van de boot. Sommige boten halen heel gemakkelijk hun rompsnelheid, andere halen het nooit en weer anderen merken er niets van en gaan zo in plané.

Er zijn vrijwel geen randvoorwaarden waarmee je kunt aangeven of je de rompsnelheid gaat merken of niet, dat heeft met zoveel variabelen te maken dat je dat niet zomaar kunt omschrijven. Wat je wel kunt stellen is dat bij ALLE boten de weerstand ongeveer op dezelfde wijze oploopt (exponentieel) bij een snelheid van 0 knopen tot rompsnelheid. Bij alle boten neemt hogere snelheden de stijlheid van de weerstand vs de snelheid curve af in stijlheid. De mate van afname van de stijlheid van de curve bepaald of je boot bepaald min of meer of je kunt planeren met de boot. Uiteindelijk moet er een balans zijn tussen de krachten. De curves die je ziet zijn de weerstandscurves van de boot, om die snelheid te halen moet je voortstuwing in staat zijn om de bijbehorende vermogen aan de boot af te geven. Is er meer vermogen beschikbaar (zeilen of motor maakt niet uit) dan versnelt de boot tot de balans bereikt is.

Theoretisch kun je iedere boot in plané krijgen, als je er maar genoeg vermogen in zet. Als je dat in de vorm van zeilen wilt doen heb je naast voldoende vermogen uit je zeilen ook voldoende zeildragend vermogen nodig anders lazert je boot om. Complexe materie die voor alle boten gelijk is wat betreft achterliggende theorie, maar welke super gecompliceerd is om te voorspellen en daarom super gecompliceerd om te definieren van scheepstype tot scheepstype.

Klinkt logisch. Toch zou je zo'n "planeer" voorspellend model wel kunnen bouwen, als je maar genoeg input ( bijv. alle specs van boten en alle polaire diagrammen) zou analyseren. Stukje Predictive modeling, pas ik vaak zelf toe in de analyse van marketing campagnes, om nieuwe campagnes te testen op succes voordat ze live gaan. Al is het aantal variabelen dan wel wat kleiner.

Voor de beeldvorming: zie rompsnelheid als iets vergelijkbaars met de geluidsbarriere. Sommige vliegtuigen kunnen er doorheen, anderen niet. Verschillende natuurkundige fenomenen zijn van toepassing aan de andere kant van de bariere, maar daar merk je als inzittende van het vliegtuig maar weinig van. Theoretisch kan ieder vliegtuig die snelheid doorbreken, als je er maar genoeg vermogen in hangt. Of het vliegtuig heel blijft is uiteraard de vraag, maar theoretisch kan het als je het vermogen maar kwijt kunt. De rompsnelheid is feitelijk de geluidsbariere van het zeilen. Een fictief punt in je snelheidscurve wat op natuurkundige princiepes gedefinieerd is.

Helder. Gedragen luchtgolven zich op dezelfde manier als water-golven?

AndreAzuree schreef :

Zie daar een gedachtegang zoals prof. Gerritsma zo ongeveer moet hebben gehad en die heeft geleid tot de opbouw (sinds 1974) van de Delft Systematic Yacht Hull Series (DSYHS). Waarvan de resultaten o.a. hun weg hebben gevonden naar het ORC VPP.

In één van de later toegevoegde series zit een lichte en dunne "sigaar", de sysser 72, die wat mij betreft wel leuk is om met de eerder genoemde syssers te vergelijken.






L_WL gelijk aan de eerder genoemde modellen, dus de rompsnelheid ook (3,95 [m/s] ~ 7,7 [kts]). Maar bij zo'n "sigaar" is de golfweerstand duidelijk minder sterk bepalend.



Meetwaarden sleeptank:




Ook gemeten en wat mij betreft wel grappig: de weerstand en de verticale verplaatsing van het zwaartepunt in één plaatje:



Gaat dat ding bij hogere snelheden nou over het water schuiven of zakt 'ie er juist in?

JotM schreef :
Dit is geinig.

Wat ik wel eens gemerkt heb, vooral bij motoren, is dat bij volgas, dus een knoop of 7, de boot in een kuil vaart rondom het middenschip. Daarbij hoort dat hij nogal gaat rollen: de vormstabiliteit is een stuk minder.

Ik zou me dus kunnen voorstellen dat, als je harder gaat varen, onder zeil ben ik wel eens tot 8-9 knopen uitgeschoten, je ziet dat de boot weer vaster wordt, en je voorbij de boeg niet tegen een berg, maar in een dal kijkt. Dat zou overeenkomen met een hoogte verplaatsing omhoog!

Dus ik ga er even van uit dat de Z-coordinaat negatief gelezen moet worden.

Joop66 schreef : Ik heb 'm hier even als naar boven positief gepresenteerd. (de waarde in de spreadsheet met meetgegevens (zie bijlage) uit de DSYHS database van teken gewisseld - zie ook het "info" tabblad)

Ergo: de sysser 72 gaat vanaf 1,5 [m/s] omhoog, met een maximum net onder de 5 [m/s] en gaat dan weer zakken.

Joop66 schreef :
Klopt inderdaad, rondom de rompsnelheid zakt een schip wat. Pas bij heel hard planeren komt het bootje hoger dan in stilstand.