Hastighet i kraftig "motvind og bølger"

[Sydvesten]

Sitter å regner litt på teoretisk hastighet i kraftig motsjø/vind.... det som er greit er å bergene båtens maks hastighet, men så kommer utfordingen... hvordan regne ut hastigheten over grund SOG, det er den som er avgjørende i motsjø.... Har formel for bølgehastigheten inne, så den er grei.... men hva sier f.eks den meg og hvordan kan den brukes for å beregne båtens SOG.

 

Bølgehastigheten på dypt vann er 1,25 x Lamda^0,5, hvor "Lamda" er bølgelengden i meter, dette gir med for f.eks ved 9 meters bølgelengde en bølgehastighet på 3,75 m/s, som er rundt 7,3 knop... båten jeg regner på gjør 7,3 knop gjennom vannet.... hvor mye blir det da igjen til SOG her mon tro.... eventuell størm og vind er ikke tatt med... siden forutsetningeni dette tilfelle er vind og bølger rett i mot..

 

Er det noen som besitter litt metematiske kunnskaper om dette så hadde det vært veldig bra... Vil båten gå fremover ved bølgelengde over 9 m og i såfall hvor fort? vindkraften kan en regne ut, og det bidraget er ikke så veldig stort selv i 20 m/s... forventet strøm kan en vel finne ut av diverse strømtabeller for farvannet..

 

Hvor mye bremser så bølgehastigheten båten og eventuelle andre faktorer som kommer inn her...

[Gunga Din]

hej Sydvesten

 

skrogets form har veldi mye o säga her.......

 

ett tungt, veldi slankt skrog, går rett igenom bölgen stopper ikke opp så mye

 

ett lett, volymiöst skrog, rider opp over bölgen, men stopper opp........

 

 

vet ikke riktigt hur man kan behandla dette matematiskt.........

[gimi]

en bølgehastighet på 3,75 m/s, som er rundt 7,3 knop

 

Bølgene "ruller" jo så det er ikke vannet som har en hastighet i tversnittet med denne hastigheten. Det finnes regneprogrammer på dette, men de er vel ikke akkurat inkludert i en standard MS Office pakke.... - er det ingen fra Marintek hydrodynamikk miljøet inne på forumet her?

[Mulligan]

vet ikke riktigt hur man kan behandla dette matematiskt.........

 

Jeg har aldri sett noen pakke hvor dette beregnes.

Tror det kan bli vanskelig å modellere.

En open-water test må nok til for å få et fullgodt svar.

 

Eller man kan se seg rundt.

En i klubben hadde en stor Vindø. Den var omtrent upåvirket av grov sjø, mens tre-rom-og-kjøkken cruiserne stoppet helt opp.

[Gunga Din]

jepp.....att konstruere sejlbåter er som o skape en hel symfoni,

 

det rekker ikke med 2 eller 4 takter

[Mini]

Hvorfor skal en regne på dette? Det må vel være riktigere å bedrive praktiske forsøk på et slikt emne.

[Sydvesten]

Hvorfor skal en regne på dette? Det må vel være riktigere å bedrive praktiske forsøk på et slikt emne.

Sant nok, men det koster litt penger å drive med praktiske forsøk (med signifikant bøgehøyde på inntil 10-12 meter).... kan man regne på det først og deretter gjøre forsøk om det er tvil om dette...

[Mini]

Med en nogenlunde riktig justert logg og med GPS/Kartplotter ombord, finner man fort ut hva en eventuell strøm mot/med betyr. Med tanke på bølgehøyde, vil du ikke seile i slikt vær. Jeg har ikke opplevd mer enn ca. 5 mtr. og det var ille nok.

[Mulligan]

Også er det sånn at bølger er veldig mye.

De som driver med tester i tank, bruker litt tid på å finne spektrum, frekvens osv. avhengig av hvor fartøyet skal operere. Vi har vel alle opplevd relativt høye bølger som båten bare sklir over relativt upåvirket, og på den andre siden, krapp skvalp som ser ut til å stoppe båten fullstendig.

[Lars H.]

Hei.

 

Nå er jeg ikke noen ekspert på bølgeutbredelse, men blander vi ikke litt epler og bananer her? Hastigheten på bølgeutbredelse er vel ikke det samme som at vannet "fosser frem" i samme hastighet? Legger en ut en bøye på åpent hav (uten vind og påvirkning av bunn og nærmeste landkontur), vil den vel bare bevege seg opp og ned i samme posisjon etter som bølgene"ruller" forbi? Beveger ikke bare vannet seg lokalt i en sirkel inne i hver bølge?

 

Lars H.

[Gunga Din]

her sydvesten

 

Model tests for "Victory Challenge" in SSPA's towing tank.

 

http://www.sspa.se/

 

surfe runt litt på deras side så finner du en massa simuleringer dom kan gjöre

 

 

för 40år sedan var vi der o kjörde optimistroder/centerbord i tank

finns några duktiga seglare der oxo som skrivit läroböcker i segelbåtsdesign

[rogeri]

:nono:

Hyssssj,hyssssj!

 

La han nu bærre sett der å finregn på dette, så er det hvertfall stille om dette evindelige Bavaria pæset!

[Lars H.]

Hei.

 

For de som er bevandret udi det matematiske, fant jeg hos UIO 145 sider om FORELESNINGER I BØLGETEORI

 

Lars H.

[Sydvesten]

Det kompendiet var slett ikke værst det Lars H, kan være grei som senge lektyre...

[Pro Open]

Lars H har helt rett i at vannet beveger seg bare opp og ned i et bølgemønster. Bølgehastigheten Sydvesten nevner er bare hvor lang tid det tar før neste gang det blir en topp på samme sted. Perfekte bølger gir dermed ingen hastighet i vannet og båten holder fortsatt 7,3 knop - uavhengig av skrogform, tyngde, etc.

 

Det som gir motstand er alle brottsjøer, slag inn på baugen, osv, som skyldes opprørt vann mer enn bølgemønsteret i seg selv. Og her har selvsagt skrog og tyngde stor betydning. For å kvantifisere denne motstanden kan man gjøre modelltester, for eksempel på marinteknisk senter i Trondheim.

[Frivakten]

Perfekte bølger gir dermed ingen hastighet i vannet og båten holder fortsatt 7,3 knop - uavhengig av skrogform, tyngde, etc.

 

Farten gjennom vannet er det samme, men distansen blir lengre. Oppover i bølgen mister en fart, men nedover øker farten.

[HaHa]

Her er et mer relevant kompendium fra MIT OpenCourseware: Ocean Wave Interaction with Ships and Offshore Energy Systems Se Lecture 21 Wave drift forces.

 

Det utledes noen enkle resultater:

 

For en lekter (kassebåt) med dybde d og bredde b vil midlere kraft fra bølgene være

 

F = 0.5 rho g A^2 b,

 

hvor g = 9.8 m/s^2 , rho er massetettheten til vannet og A er bølgens amplitude.

Merk at dette er gyldig forutsatt at lekteren blir påvirket av bevegelsen i hele bølgen og ikke bare i overflaten, dvs at dybden d er større enn halve bølgelengden.

 

 

For store bølger vil påvirkningen være mindre enn uttrykket over tilsier.

Redigert 22.November.2007 av HaHa (see edit history)

[hos]

For de som er bevandret udi det matematiske, fant jeg hos UIO 145 sider om FORELESNINGER I BØLGETEORI[/url]

 

Morsomt at du fant fram til dette kompendiet som er skrevet av gode kolleger (jeg jobber på en annen faggruppe).

 

Lars H har helt rett i at vannet beveger seg bare opp og ned i et bølgemønster. Perfekte bølger gir dermed ingen hastighet i vannet og båten holder fortsatt 7,3 knop - uavhengig av skrogform, tyngde, etc.

 

Vannet (dvs væskepartiklene) beveger seg ikke bare opp og ned. I henhold til lineær bølgeteori beveger væskepartiklene seg generelt i ellipseformede baner, og for bølger på dypt vann (dybden mye større enn bølgelengden) går ellipsene over til sirkler. Hvis vi tar hensyn til annen-ordens effekter (litt mer nøyaktig teori), kan det vises at det blir litt drift i væskepartiklenes bevegelser (dvs at sentrum i ellipsen/sirkelen flytter seg langsomt med bølgebevegelsen), men denne effekten er liten. Det betyr at midlet over tid vil "glatte og pene" bølger ikke gi nevneverdig motstand (bortsett fra at båter ofte bremses noe mer i bølgens "oppoverbakke" enn de opplever fartsøkning i "nedoverbakken").

 

Det som gir motstand er alle brottsjøer, slag inn på baugen, osv, som skyldes opprørt vann mer enn bølgemønsteret i seg selv. Og her har selvsagt skrog og tyngde stor betydning. For å kvantifisere denne motstanden kan man gjøre modelltester, for eksempel på marinteknisk senter i Trondheim.

 

Det er korrekt. Bølger som er såpass bratte/kraftige at de slår/bryter mot skroget, vil utgjøre merkbar motstand. Det er vanskelig å regne analytisk på dette, og numeriske beregninger er heller ikke enkle, så her er det lettere å få ut kvantifiserbare størrelser fra forsøk i bølgetanker.

[Lars H.]

Morsomt at du fant fram til dette kompendiet som er skrevet av gode kolleger (jeg jobber på en annen faggruppe).

Jeg satte bare opp noen relevante søkekriterier i Google. Og ut fra tidligere søk på "vitenskapelige" emner, tok jeg med UIO som søkeparameter.

 

Lars H.

[rogeri]

Ja hva skulle vi gjort uten vitenskapen???

 

Hadde det ikke vært bedre av "ånd-seliten" å heller hjelpe mor med å pusse sølvtøyet???

 

[Sydvesten]

Skjønner at vitenskapen faller enkelte tungt for brystet, men det beste er vel å la være å kommentere det man ikke har greie på etter mitt syn i stedet for spydige kommentarer.

 

Flotte linker og kommentarene fra de som har hatt noe å bidra med i denne tråden... da ken jeg regne litt til på det og se om vi setter jobben ut for forsøk til et forskingsiintitutt som Sintef om det viser seg at det kan være tvil om fremdiften er god nok i denne bølgehøyden...

[Hulda]

Og når dere har tatt rede på alt dette, så kan man begynne å blande inn hvordan slippet over propellen endrer seg meg slag. eller rettere sagt periodisk mot- og eventuell medkraft som bølgene påfører skroget. Forutsatt at turtallet på motoren forblir upåvirket.

 

Jeg tror jeg heller går å sjekker at Jeep'en til Admiralen er klar for hennes utflukt på landeveien i morgen.

 

Og en ting til, jeg testet dette i våres. Hulda har for liten propell. Hastigheten i enkelte motsjøer var tilnærmet null. Motorturtall konstant, godt dimensjonert motor. Den eneste trøsten var at vi motret fra en annen seiler som også motret. 15 m/s rett i trynet i en periode. Snittfarten over en strekke var nede i to knop. Det koster 10 000 for en ny propell. Noen som vet hvor man kan få rimelig propell? Sleipner, som skal ha 10 000, er ikke kjent for å levere billigsaker.

[Gunga Din]

satt lite o lurade på ditt problem på lunsjen sydvesten..........

 

man skulle kunne gjöre noe 'halv-vetenskapligt' på följande sett

 

du går för motor, rett mot vinden, i dine bölger 3-4m eller vad det var.........med 2000 varv på motorn leser av knopmålern säg 4 knop........

 

sen går du i lungt väder i just 4 knop o leser av turtallet.......

sen måste du in til en stark brygga akter förtöjning o 'dynameter' eller vad det heter, husker ikke fra fysiken i skolen

 

leser av din 'drag kraft' vid de olike turtallen som ger 4 knop.

differensen mellan desse dragkrafter bör vel vare = (bölgemotstand+vindmotstand o div (hulda-faktorer))

 

(vindmotstandet skrev du att du kunne beräkna) så det skulle du kunna dra bort

återstår bölgemotstand + 'div hulda'

 

uppreper man denn proseduren vid lite ulike bölgehöjder så skulle man ju kunna plotte noe diagram....

bare litt halv-vetenskapligt bör dette ge bölge motstandet för just den skrogtypen.......

 

men skrogtyp o tyngd har mye o säga her........så noe generellt bölgemotstand, oberoende av skrog typ tror jag ikke

finnes...det er vel derför man gör dessa tank tester......

[Mulligan]

Jeg tillater meg å fundere ( og kverulere ) jeg også......

 

Er det ikke slik at full trekkraft vil ikke oppnås med en "bollard-pull" test. Altså hvor man leser av trekkraften ved hjelp av veiecelle mot et fast punkt på land?

In-flow til propellen vil ikke være optimal.

Stigning vil heller ikke være optimal i dette fartsområdet. Da må man til med vripropell.

Den største trekkraften vil jo oppnåes ved en bestemt hastighet før skroget begynner å få problemer med bølgemotstand og friksjon.

Jeg synes å huske at de som driver med dette kaller det for "trawl-pull".

Redigert 23.November.2007 av Mulligan (see edit history)

[Gunga Din]

joda det er sikkert sant Mulligan....men det er vel betydligt krangligare o måle

 

o sen har vi alla 'hulda-effekter' oxo o ta hänsyn til, att proppen visper luft etc etc i starke bölger.....