Onderwerp: De Twist-parabel

Langzaam aan heb ik een beetje genoeg van elke keer weer te horen wat ik nu weer verkeerd heb weergegeven, verdraaid heb, weer niet begrepen heb, allang had moeten en kunnen weten, enzovoorts, in een inhoudelijk draadje over twist. En dat zonder een enkele inhoudelijke bijdrage.... zelfs geen antwoord op heel concrete vragen (zoals die over de twist in een heel-licht-weer-zeiltje).

Inmiddels komen er steeds interessantere documenten en simulaties (wetenschap) voorbij, maar sommige bijdragen bevatten niets anders dan gezeur over waarom aan mij (en dus ZF-forum) dingen niet verteld en uitgelegd gaan worden.

Ik zal er een nieuw draadje voor openen, "Heeft u ook een appeltje te schillen met BK: Doe Het Hier."
Mag iedereen die de behoefte voelt allemaal onaardige en lelijke dingen roepen. Ik zal niets terugzeggen.

En dan gaan wij hier verder met twist, camber et wat dies meer zij.

Het boek van Tom Whidden, The Art and Science of Sails, zat net in de brievenbus!
182 pagina's met dingen die ik graag wil weten (of misschien al weet).

Och wat erg!

Baasklusje schreef :
Dat zei je recent ook exact zo ongeveer tegen Roozenboos, BB, Zeilzin.. en nog wat anderen. Als je er genoeg van hebt, wellicht kun je eens bij jezelf te raden gaan? Hoeft niet hoor, en is goed bedoeld mijnerzijds. Niet eens sarcastisch en zeker niet belerend.
Wel grappig dat jij vindt dat je iedereen mag ridiculiseren.. te kijk mag zetten, persoonlijk mag worden.. hele topics mag ridiculiseren maar owee als..
En ik heb iig geen appeltje met je te schillen, als dat voor mij bedoeld is, teveel eer. En ik heb wel bijgedragen, echter vind jij het dan nodig om die bijdrages te ridiculiseren.. prima verder. Maar dan niet veel meer van mij verwachten (deed en doe je toch al niet, gaf je zelf eerder al aan.. ook niet echt uitnodigend om in discussie te gaan overigens, die vooringenomenheid).

Verder heb je helemaal gelijk. Het is alles behalve lezenswaardig. Ik zal proberen dit draadje te laten voor wat het is. Kun je verder met je twist verhaal. Want dat is soms wel amusant om te lezen, vooral de conclusies die getrokken worden - en nog steeds hoe mijn woorden bewust verdraaid/versimpeld worden of onjuiste waarde aan gehangen wordt - na het lezen van een enkele PDF.

Kleine samenvatting van



Dit (Japanse) artikel beschrijft een onderzoek naar de nauwkeurigheid van 2 verschillende numerieke modellen voor het voorspellen van de performance van 'sail shapes'.
Om dat te doen is onder stricte condities de sail shape gemeten(camera's) en tegelijk de krachten in X, Y en Z door de tuigage op de boot (load sensors).
En dan worden de model-outputs vergeleken met de meetresultaten:

Numerical calculations are performed using the measured sail shapes. The calculation methods are of two types; Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS)-based CFD and vortex lattice methods (VLM).

De tests worden allemaal uitgevoerd bij 10 tot 20 kts wind, met Main, 130% en 75% voorzeilen. Met die wind is er geen significant verschil in windsnelheid beneden en boven, zeggen ze. Klinkt aannemelijk:

It can be seen that the wind gradient of this area is not so significant. From this reason, the wind gradient was not taken into account for the numerical calculation. This means the apparent wind angle and speed are assumed to be constant in the vertical direction.

Dan gaan ze draft varieren, in diverse configuraties van zeilen. Dit gaat over de main:

The mainsail draft was changed by varying the tensions of the back stay and check stay, and the position of the mainsail outhaul. The twist of the mainsail was controlled to keep the exit angle of the top batten parallel with boom angle by varying the main sheet tension. The experiment was performed keeping AWA as 30 degrees and twist angle as around 16 degrees. The jib shape was fixed during varying the mainsail draft. The mean draft is defined as the average of maximum draft of four sections of the mainsail from 20% to 80% heights.
The mean draft ranges from 6.6% to 13.1% for port tack. By varying of 6.5% in mean draft, the value of CX in figure (b) changes from 0.47 to 0.59 (21%), and CY from 1.26 to 1.49 (18%). It can be seen that the maximum CX (i.e. thrust) point exists at around 10 to 12% of mean draft.


Dus de maximale voorstuwing (thrust) bij een vrij vlak zeil (10 a 12% draft, bij wind 10 tot 20 kts).

Dan komt de twist aan de beurt, ook weer apart voor diverse configuraties:

The mainsail twist was changed by varying the main sheet tension. The boom angle was kept to be parallel with the boat centerline by moving main sheet traveler. The experiment was performed keeping AWA as 30 degrees and mean draft as around 10%. The jib shape was fixed during varying the mainsail twist. The twist angle is defined as the angle between boom line and section chord line at 80% height.
The twist angle ranges from 4.5 degrees to 24.9 degrees for port tack. By varying of 20.4 degrees in twist angle, the value of CX in figure (b) changes from 0.35 to 0.41 (17%), and CY from 1.17 to 1.40 (20%). It can be seen that the maximum CX (i.e. thrust) point exists at around 15 degrees of twist angle. The considerable decreasing of CY with increasing of twist angle is also worth notice.


Maximale voorstuwing bij deze wind (10 tot 20 kts) is er bij 15 graden twist. Overigens werd die twist van 4,5 tot 24,9 graden gewijzigd maar op 80% hoogte gemeten. Over de hele hoogte dus vermoedelijk 25% meer twist, 5,5 tot 30 graden.
Afnemen van zijwaartse kracht (Cy) met toenemende twist: logisch, het zeil werkt met meer twist minder hard en zeker minder hard in de dwarsrichting.

Dit onderzoek was vooral bedoeld om de kwaliteit van beide numerieke modellen te testen. Die konden nog wel wat verbeteringen gebruiken.

Niets over het verband tussen wijzigen van twist en wijzigen van draft.....
Waarmee nog steeds niet gezegd is dat die twee onafhankelijk zijn.

Nu het boek van Tom Whidden lezen.....

...lekker éénzijdig. Kijk eens in het rekenschema van de VPP. Dit speelt zich allemaal aan één zijde af van een iteratieve vergelijking. De andere kant laat je hier even buiten beschouwing.

boarderbas schreef :
Ik heb alleen iets samengevat..... wat laat ik buiten beschouwing volgens jou?

Gôh, vreemd hoor dat een dichtgetrokken zeil met 20 KTS de meeste voorstuwing geeft

Er is zoiets als helling en daaruit voortvloeiende rompweerstand. Iedere zeiler weet, en ook het VPP, dat SNELHEID niks met het voortstuwend vermogen van je tuig te maken heeft.

Snelheid komt van de optimale afstemming van voortstuwend vermogen en boothelling.

Met 4 Kts wind ga je nat oppervlak uit het water halen door aan lij en naar voren te zitten, met 20 Kts wind ga je reven omdat je te veel helt.

Een zeilmaker hoeft zich niet te verdedigen tegen salonwijsheid; hij moet de boot snl en comfortabel laten zeilen.

boarderbas schreef :
Allemaal waar, maar je geeft nu kritiek op het onderzoek (niet op de samenvatting an sich).

- de wind was tussen 10 en 20 kts. Het artikel zegt nergens dat de meeste voortstuwing bij 20 kts was. Die 10 tot 20 kts verbaasde mij ook, dat is nogal een range.
- snelheid en voortstuwend vermogen niks met het voortstuwend vermogen te maken? Niks zal het niet zijn, maar helling, drag van tuig en romp en roer, dat speelt allemaal een rol. In het onderzoek komt dat nergens naar voren, wordt als een constant gegeven beschouwd, kennelijk.

Het hele onderzoek gaat dan ook niet over bootsnelheid, maar over de nauwkeurigheid van de 2 numerieke modellen bij de gemeten zeilvormen en gemeten krachten (via de loadsensors).
De boot had net zo goed op de kant kunnen staan (met AWA is TWA, ook makkelijk).

Soms ben ik blij dat ik niet zo intelligent ben

Sommige mensen zijn best slim, maar niet zo snugger...

Coziness sucks

Baasklusje schreef :
Wow, jíj kan me een partijtje stickers plakken hè

Ik zou bijna zeggen: goedkoop en ondankbaar antwoord BB

Baasklusje schreef :
Weet je, als je nu echt denkt grappig te zijn....denk dan nog een keer na.

Het antwoord kan je best nog eens krijgen hoor. Maar met dit soort opmerkingen vergaat mij de lust Thomas



Gepost met de officiële Zeilersforum-app

Jedre, Andre, ik rekende erop dat je het grapje aan jouw adres wel zou kunnen waarderen. Mijn fout. Mijn excuses.

Lees ook even PB, wil je.

Het is verder okee hoor.

PB gelezen en beantwoord, maar dank voor de uitnodiging!

Inmiddels een stukje onderweg in het boek The Art and Science of Sails.
Nog niet bij het hoofdstuk over Twist....

Wel al een paar interessante dingen tegengekomen:

- de viscositeit van lucht verandert met de snelheid waarmee de lucht beweegt
- idem met de temperatuur

Met die snelheid (TWS) werken we al met trimmen, maar de temperatuur vraagt dus ook om trim-aanpassingen. Nu had ik wel al ooit gemerkt dat luchtdruk en temperatuur een effect hebben, met name omdat de massa van de aanstromende lucht toeneemt met hogere druk en lagere temperatuur. De uitersten liggen wel 10% uit elkaar: warme depressie of koud hogedrukgebied scheelt merkbaar in het gewicht van een kuub lucht en dus van de kracht in de zeilen.
Maar dat temperatuur viscositeit verandert en daarmee de trim-eisen is nieuw voor me.

Dan: turbulente flow (rond kiel, roer en zeilen) is veel beter in het 'uitstellen' van het moment van totale separatie (overtrekken, stall) dan laminaire flow. En beter een niet-gesepareerde turbulente flow dan een gesepareerde laminaire!
Daarom worden moderne roeren zo ontworpen dat er géén laminaire stroming langs kan ontstaan (dan overtrekken ze minder snel) en daarom hebben moderne vliegtuigvleugels wingtips: het zijn 'turbulators' of vortex generators: ze zorgen voor een aanliggende turbulente stroming bij de wingtip, in plaats van een gesepareerde laminaire stroming. Die laatste heeft meer weerstand en minder lift...

De laatste voorlopig:
"for sails, another reason to ignore laminar flow is that, even if it did exist, you cannot see it"

Dat met die turbulente stroming genereren doen ze inderdaad ook met schaatsen:



Overigens niet zeker van die wingtips? Ik was altijd in de veronderstelling dat die drukverschil tussen boven- en onderkant opheffen. Soortgelijk aan dat je je jib (en eigenlijk ook de giek) zo dicht mogelijk over het dek wilt hebben.

en.m.wikipedia.org/wiki/Wingtip_device

Eindplaateffect om kortsluiting te verminderen. Het vergroot de effectieve aspect-ratio van een hydrofoil. Om dezelfde reden kan een roerblad onder een romp effectiever zijn dan een aangehangen roer.

Maximum Sail Power - The Complete Guide to Sails, Sail Technology and Performance


Hoofdstuk 14 geeft antwoord op FAQ's die hier op ZF ook vaak gesteld worden. "Ingebouwde twist" is volgens dit boek een van die standaardvragen

Nachtvlinder schreef :
Daar staat alleen dat het boven wat harder waait dan beneden. Niets over ingebouwde versus zelf gemaakte twist en over waarom een bepaalde hoeveelheid (hoe bepaald??) wordt ingebouwd.

Boek is van 2003, overigens. Inmiddels op onderdelen wel verouderd.

Pimpel schreef :
Eindplaateffect, zoals NV schrijft. De redenering erachter is/was dat het het verdwijnen van overdruk aan loef, (onderkant bij vleugel) naar lij (boven) zou verminderen.

Wat Whidden in zijn nieuwe boek nu schrijft is dat het ook de separation drag (weerstand) vermindert door de stroming turbulent ipv laminair te maken c.q. houden bij de vleugeltip. Turbulent heeft minder weerstand igv separation, en dat voordeel weegt op tegen het beetje extra drag van de winglet zelf.

Volgens Boeing (interessante site: www.boeing.com/commercial/aero...2015_q1/archive.html ) is het resultaat ca 5% brandstofbesparing.

De nieuwere winglets zitten overigens zowel onder als boven de vleugel, en dat zou niet nodig zijn als het om een pure eindplaat zou gaan. Wel als het ding iets doet met turbulent maken (onder en boven de vleugel).
Natuurlijk zijn het ook wel eindplaten. Ze zorgen ook voor minder induced drag.

De Ideale lijn-parabel

Max Verstappen verbaasde zich over de etappes in de Tour de France. Waarom kiezen de coureurs niet de ideale lijn? Als ze dat in alle 180 bochten van een kronkelig parcours zouden doen, zou dat tientallen seconden schelen over 200km!

Maar elke wielrenner weet... etc.

Tsja, deze FAQ luidt: Why is there twist built into sails?

En dat wordt in de tekst daaronder keurig uitgelegd. De vraag ging er niet over HOE een zeilmaker dat doet. Die vraag zal ook minder "frequently asked" zijn, maar is in dit draadje wat mij betreft voldoende beantwoord.

Grappig, dat secundaire voordeel van winglets. Wanneer werken onze zeilen in een laminaire vs. turbulente grenslaag? Kun je dat berekenen? Reynolds?