Pohjan sileystaulukko

alma · Post by **alma** » Fri Jan 27, 2006 11:25 am

Hmmm.. tarkoittaako tää nyt sitä,että kuusisatasella paperilla pitäisi pohjaa sivellä? Noin suunnilleen?

harald · Post by **harald** » Fri Jan 27, 2006 11:39 am

Mun puolesta sinun ei tarvitse

Tuo taulukkohan käsittelee siis sitä aluetta missä virtaus on laminaarinen,
tai ainakin hyvin lähellä. Virtaukset rungon ympärillä tekevät sen että
voidaan olettaa virtauksen olevan laminaarinen maksimissaan veneen
leveimpään kohtaan. Joten keulasta keskilaivaan suurinpiirten, ja noin
400 riittää. Hyöty vähenee siitä eksponentiaalisesti.

Kölissä sama juttu, mutta siinä saattaa virtaus ainakin painepuolella olla
laminaarinen taaemmaksikin. Ja koska kölin kohdalla tulee vielä tuo
"induced resistance" irronneen virtauksen vuoksi on vielä tärkeämpää
että köli on sileä (virtaus ei irtoa yhtä helposti) Sileys siinä vaikuttaa
enemmän sekä kitkaan että "induced resistance" (irronneet virtaukset).

Panu · Post by **Panu** » Fri Jan 27, 2006 12:41 pm

harald wrote:Mun puolesta sinun ei tarvitse

Tuo taulukkohan käsittelee siis sitä aluetta missä virtaus on laminaarinen,
tai ainakin hyvin lähellä. Virtaukset rungon ympärillä tekevät sen että
voidaan olettaa virtauksen olevan laminaarinen maksimissaan veneen
leveimpään kohtaan.

Tervehdys

En malta tässä kohtaa olla hämmentämättä asiaa lisää ja olla esittämättä kohteita, missä tietty pinnan epätasaisuus on jopa hyödyksi virtauksia ajatellen.

Esim 1.) Golf pallo pinta on "kuopilla". Tämä ei ole mikään sattuma, vaan on todettu näiden kuoppien pienentävän redusoitua virtausvastusta. Syy tähän on, että kuopat "imevät" leveimmän kohdan taakse syntyvän turbulenssin hetkesi takaisin kiinni pintaan. Näin pallon perässä vetämä pyörre on huomattavasti pienempi ja siten kokonaisvastus alhaisempi.

Esim 2.) Lentokonevalmistajat ovat huomanneet, että jos koneen siipien pinnat porataan täyteen pieniä (alle 1 mm) reikiä tapahtuu vastaava ilmiö kuin golfpallon kanssa. Virtaus pysyy paremmin laminaarisena kun pinta turbulenssi saadaan imettyä reikiin. Näin on saatu koelennoilla alennettua polttoaineen kulutusta merkittävästi.

Eli mitä nyt sitten pitäisi tehdä?

Miten olisi, että hiotaan pohjat 600 paperilla, hakataan kuulapää vasaralla kuopille ja porataa pienellä poralla seulaksi. Eiköhän silloin ole kaikki optimoinnit käytetty maksimaalisesti hyödyksi

???

Arkki · Post by **Arkki** » Fri Jan 27, 2006 13:26 pm

Eli nyt kauppaan hakemaan 600 paperia, autotallista hakemaan iankaiken vanhaa kuulapäävasaraa ja sitten vielä se sopiva poranterä jolla niin pienen reiän että veden pintapaine estää veden tulon sisälle

harald · Post by **harald** » Fri Jan 27, 2006 13:51 pm

Ensinnäkin PVS kieltävät pohjan kuvioinnin. Toisekseen tuollainen kuopitus
onnistuu vain suhteellisen kapealle nopeusalueelle ja purjevene on
kuitenkin hyvin joustava nopeutensa suhteen.

Kokemus on osoittanut että purjeveneelle sileys on sekä helpoimmin
toteutettavissa että keskimäärin tehokkain tapa vähentää kitkaa laajalla
nopeusalueella.

Esim golfpallon kitka on suurempi tuon kuoppien suunnitelualueen
ulkopuolella.

Petri · Post by **Petri** » Fri Jan 27, 2006 15:09 pm

harald wrote:Ensinnäkin PVS kieltävät pohjan kuvioinnin. Toisekseen tuollainen kuopitus
onnistuu vain suhteellisen kapealle nopeusalueelle ja purjevene on
kuitenkin hyvin joustava nopeutensa suhteen.

Kuulostaa selkeästi siltä, että Harald yrittää vain hämätä muita luopumaan suunnitelmista ja juoksee jo itse kauppaan ostamaan sopivia vasaroita yms.

Meillä Olgassa suunnitelmana on sellaisen hainevä/suomu/iho whatever-kuvioinnin askarteleminen peräsimeen(ei ole pohja!), mikä parantaa suorituskykyä ainakin 0,4%.

Guest · Post by **Guest** » Sat Jan 28, 2006 22:12 pm

Panu wrote:Esim 1.) Golf pallo pinta on "kuopilla". Tämä ei ole mikään sattuma, vaan on todettu näiden kuoppien pienentävän redusoitua virtausvastusta. Syy tähän on, että kuopat "imevät" leveimmän kohdan taakse syntyvän turbulenssin hetkesi takaisin kiinni pintaan. Näin pallon perässä vetämä pyörre on huomattavasti pienempi ja siten kokonaisvastus alhaisempi.

Kun kerran ollaan Off Topic -osiossa niin jatketaan.

Oleellinen asia niissä golfpallon kuopissa kuitenkin lienee se, että niillä saadaan pintaa karheammaksi ja siten pyörimisestä aiheutuvaa Magnusvoimaa suuremmaksi. Tämä suunnilleen tuplaa kantaman verrattuna ideaalisen sileään palloon.

Guest · Post by **Guest** » Mon Jan 30, 2006 13:19 pm

Mielenkiintoinen aihe, josta on paljon uskomuksia. Aloitetaan määritelmillä. Vastus koostuu kahdesta komponentista:

1. Kitkavastus. Kitka on aina pinnan tangentin suuntainen (vrt auton renkaat)

2. "Painevastus". Aiheutuu väliaineen painejakaumasta pinnalla ja on aina kohtisuorassa pintaa vastaan. Veneistä puhuttaessa painevastuksen piikkiin menee monta eri "vastustermiä", kuten muoto- ja aallonmuodostusvastus.

Golfpallon tapauksessa vastus on lähes 100% painevastusta, koska pallo on hyvin epäaerodynaaminen. Kolot lisäävät kitkavastusta, jolloin virtauskenttä pallon ympärillä muuttuu sellaiseksi, että painevastus vähenee merkittävästi. Pallon lentäminen pidemmälle johtuu lähinnä vastuksen vähenemisestä. Homma toimii vain melko kapealla Reynoldsin luvun alueella (= nopeusalueella, jos halkaisija ja väliaine vakiot) ja ei lainkaan aerodynaamisilla kappaleilla. http://www.golfjoy.com/golf_physics/dynamics.asp

Toinen ääripää on tasolevy, jossa ei ole lainkaan painevastusta. Veneiden kitkavastuksen laskenta perustuu tasolevyn kitkavastuksen kaavoihin. Ne on todettu varsin tarkoiksi laivoille, mutta veneissä ongelmia aiheuttaa vesilinjan pituuden määrittäminen. Laskennassa tarvitaan märkäpinta-ala ja "pituus". Laivalla tämä on koko rungon osalta lähes sama kuin vesilinja veneissä ei. Tämä ei kuitenkaan kumoa sitä, että veneen kitkavastus käyttäytyy kuten tasolevyn, jolle tunnetaan erinomaisesti riippuvuus karheudesta. Karheudella on merkitystä myös turbulentilla alueella, joskin suurin vaikutus on alkuosan karheudella.
http://ocw.mit.edu/NR/rdonlyres/Ocean-E ... ture19.pdf

Lentokoneen siivissä olevat reiät taas liittynevät siihen, että rei'istä virtaa ilmaa imupuolelle. Tämä stabiloi rajakerrosta, jolloin virtaus pysyy paremmin kiinni siivessä (vastus laskee nostovoima kasvaa). Kyse ei siis ole rei'istä sinänsä, vaan niiden kautta tuotavasta ilmasta.

Veneen pohjalle on aivan varmasti parasta olla mahdollisimman sileä ja tasainen. Hiekkapaperin valinnassa kannattaa muistaa, että ko. taulukon karheus viittaa hiekkapaperin raekokoon (http://www.cs.rochester.edu/u/roche/rec ... sizes.html), joka on eri asia kuin paperilla hiotun pinnan karheus. Pinnasta tulee sileämpi kuin paperi, jos vain hioo tarpeeksi.

Suhteellisesti suurin kitkavastus on "lyhyillä" pinnoilla eli evillä. Näiden nostovoiman kannalta on sileys myös tärkeää. Hiominen kannattaa siis aloittaa niistä ja sitten jatkaa keulasta.

Olen käsitellyt asiaa myös esitelmässäni: http://www.avomeripurjehtijat.fi/index. ... 0&limit=25
Siellä on myös esimerkkinä, että 0,1 mm pohjankarheus (= pohja olisi tehty P150 hiekkapaperista) tiputtaa 6 kn vauhdissa kryssi VMG:tä 5-10%.

Jos oikein haluatte syventyä aiheeseen, lukekaa nämä:
http://www.geocities.com/maxim_candries/

Joakim

harald · Post by **harald** » Mon Jan 30, 2006 15:57 pm

Joakim wrote: ...
Siellä on myös esimerkkinä, että 0,1 mm pohjankarheus (= pohja olisi tehty P150 hiekkapaperista) tiputtaa 6 kn vauhdissa kryssi VMG:tä 5-10%.

Kiitos Joakim tuosta! Mutta että P150 = -10% VMG.. Huhheijaa? Sehän
tarkoittaa FE83 tapauksessa VMGn tippuminen 4 solmusta 3.6:een?
Joka on niin hirveän paljon että on vaikea uskoa..

Guest · Post by **Guest** » Mon Jan 30, 2006 17:17 pm

Laskin tässä vielä FE:n "IMS-todistuksen" omalla VPP:llä sileällä:

6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 20.0
0.0: 1428.3 1100.9 979.7 954.6 919.4 891.3 840.0
52.0: 893.3 693.7 637.2 621.4 611.4 599.5 575.5
60.0: 795.4 651.6 615.0 597.7 582.3 567.4 545.2
75.0: 716.6 623.3 592.9 562.6 542.8 528.2 507.0
90.0: 707.8 621.1 586.2 550.6 523.3 506.1 484.5
110.0: 771.0 623.0 582.0 541.4 510.8 488.2 458.8
120.0: 848.7 635.0 593.5 552.1 518.4 492.9 448.6
135.0: 986.4 687.8 618.9 582.0 544.7 514.1 467.4
150.0: 1112.3 819.2 671.2 615.8 579.6 544.4 491.9
180.0: 1233.0 936.9 770.1 675.8 621.6 588.4 525.2

ja karhealla (pohja, köli ja peräsin karheudeltaan 1e-4 m) pohjalla

6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 20.0
0.0: 1539.2 1223.0 1053.4 1009.2 965.4 929.7 870.6
52.0: 979.2 757.8 667.1 640.6 622.8 612.0 589.4
60.0: 889.1 690.6 628.2 610.6 595.8 580.6 556.4
75.0: 798.2 647.9 606.8 576.0 554.1 539.7 515.1
90.0: 785.9 642.2 600.6 563.0 533.2 514.1 491.4
110.0: 862.2 644.6 595.8 552.9 519.2 495.2 465.5
120.0: 931.5 662.6 606.8 564.1 527.5 500.1 455.6
135.0: 1050.4 737.5 634.7 595.2 555.6 522.5 473.9
150.0: 1174.0 877.7 706.4 627.6 591.9 554.6 498.5
180.0: 1302.9 1012.5 814.2 702.3 635.1 599.8 533.4

Sillä näyttäisi eroa tulevan 3,5 - 7 % VMG-kryssillä.

Muista Harald, että tarkoitin P150-karheuksista pohjaa EN P150:llä hiottua pohjaa, joka olisi paljon sileämpi.

Pohjan kunnolla on valtava merkitys. Tuollaista muutaman prosentin eroa ei välttämättä huomaa merellä ellei veneet ja miehistöt ole riittävän identtiset, mutta vähänkin leväinen tai näkkinen pohja kyllä näkyy. Pari vuotta sitten esim. Aquavit jäi likaisella pohjalla keskituulen kryssillä Dehler 36:lle ja Bavari 38:lle, vaikka VMG pitäisi olla yli 10% parempi.

Oman veneeni ostin kesken kesän. Syksyllä ihmettelin kun ei kulkenut mihinkään (kymmenien % ero muihin) ja kevyellä ei tahtonut ohjailtavuuskaan säilyä. Syyksi paljastui täysin näkkien peittämä pohja.

Joakim

Markus · Post by **Markus** » Wed Feb 01, 2006 12:33 pm

Anonymous wrote:Golfpallon tapauksessa vastus on lähes 100% painevastusta, koska pallo on hyvin epäaerodynaaminen. Kolot lisäävät kitkavastusta, jolloin virtauskenttä pallon ympärillä muuttuu sellaiseksi, että painevastus vähenee merkittävästi. Pallon lentäminen pidemmälle johtuu lähinnä vastuksen vähenemisestä. Homma toimii vain melko kapealla Reynoldsin luvun alueella (= nopeusalueella, jos halkaisija ja väliaine vakiot) ja ei lainkaan aerodynaamisilla kappaleilla. http://www.golfjoy.com/golf_physics/dynamics.asp

Hyvä selvitys asiasta. Minä kun en virtausmekaniikasta juurikaan tiedä, niin puhuin vain tuosta Magnusvoimasta mihin on käsittääkseni sisällytetty juuri nuo virtauksen muutokset.

Guest · Post by **Guest** » Wed Feb 01, 2006 13:46 pm

Anonymous wrote:
Muista Harald, että tarkoitin P150-karheuksista pohjaa EN P150:llä hiottua pohjaa, joka olisi paljon sileämpi.

Milläs paperilla se pohja pitäisi hioa, jotta päästäisiin "riittävään" sileyteen?

Guest · Post by **Guest** » Wed Feb 01, 2006 14:23 pm

Anonymous wrote: Milläs paperilla se pohja pitäisi hioa, jotta päästäisiin "riittävään" sileyteen?

Vaikea kysymys! FE83:n tapauksessa voitaneen ajatella, että yli 6 kn vauhdit eivät ole kovinkaan kriittisiä kitkavastuksen kannalta. Tällöin pohjan sileydeksi riittää ~30 um. P400 paperi on raekooltaan sellaista, joten ei ole hyötyä mennä ainakaan sitä sileämpiin.

P400:lla hiominen on jo hyvin työlästä. Telan jättämän karheuden poishiominen sillä vaatii tarmoa. Toisaalta P120-150 paperilla hioo liian helposti kovan myrkkymaalin kokonaan pois, ainakin evien reunoista ja muista kulmakohdista.

Itse hion pohjan ennen maalausta P120-150 paperilla, jolloin suurin osa myrkkymaalista lähtee pois (ei kerry paksua lohkeilevaa kerrosta). Maalauksen jälkeen olen kahtena viime vuotena hionut pohjan P280-P400 paperilla maalauksen jälkeen (1 kerros Hempel Hard Racingiä). Molemmat hionnat kestävät vain pari tuntia, mutta en kilpaile ko. veneellä kovinkaan tavoitteellisesti, joten en pyrikään optimaaliseen tulokseen.

Pohja on varmaankin sileämpi ennen maalausta (siis P120-150 hiottuna) kuin maalauksen ja hionnan jälkeen. Tämä johtuu siitä, että en jaksa hioa sileällä paperilla telanjälkiä kokonaan pois. Luultavasti myrkkymaali lähtisi kokonaan pois liian isoilta alueilta ennen kuin telanjäljet ja muut maalausvirheet olisivat kokonaan hävinneet. Ratkaisu olisi ehkä useampi maalikerros ja rajumpi hionta.

Nykyisellään hionta ei ole vaikuttanut myrkkymaalin toimintaan negatiivisesti. Pohja on ollut syksyllä erinomaisessa kunnossa, vaikka sitä ei pestä kertaakaan kesällä. Pohjassa on ollut ainoastaan ohut limainen helposti irtoava kerros, jonka vaikutusta vauhtiin en uskalla arvioida.

Joakim

harald · Post by **harald** » Thu May 17, 2007 22:51 pm

Tämä oli niin mielenkiintoinen keskustelu että nostetaan taas ylös. Käsitys tuosta
pinnan sileyden tärkeydestä on ainakin pikkuhiljaa uppomassa tässä päässä.

Ensi kerralla kun (jos) maalaamme pohjan, niin sen tulee tapahtua ruiskuttamalla.
Erään yhtiön edustaja jo kertoi jopa suuttimen koon 0.021", vaikkei sitä pitäisi
mainita. Tuotevastuut jne jne.

Uskon että ruiskuttamalla saataisiin aikaan sellainen pinta, joka on paljon
vähemmällä työllä tehtävissä kisakuntoon, eli P400:ella merkkausvärillä hiottu.