плавник в пресной и соленой воде

[amigo]

Сообщение от lop

...

Дело не в соотношении высоты ракушки и длины плавника, а в соотношении высоты ракушки и толщины погранслоя в том месте, где эта ракушка находится. Если ракушка ниже, то ничего не будет, если выше, то в этом месте будет происходить отрыв течения с образованием застойной зоны и эффектом, описанным чуть выше, про спинаут.

Я имел в виду не высоту ракушки а ее длину в направлении движения потока. Законы физики тна ракушки не действуют?

Обоснуй. Если прав ты, то в общем понятно почему уделяют повышеное внимание тщательной обработке передних 0,15 поверхности плавника-там слои более тонкие-"сжатые".

[lop]

Сообщение от John W1000

Полагаю что все не так просто. Вода не однородна. В ней плавают всякие включения. Все это оказывает воздействие.

Верно, но я и не говорил, что всё просто. Просто у тех, кто считает, что спинаут = кавитация.

Lop, вот почему одни плавники уходят в спин аут резко, неожиданно и требуют очень радикальных действий что бы выйти из него? А другие делают это очень плавно, начинают по чуть чуть проваливаться, и если ты все равно проваливаешь прилично, то стоит просто ослабить давление и он сам возвращается на место.

Всё просто! У одних плавников, при определённых режимах обтекания возникают условия для роста каверны по высоте/глубине, а у других плавников не возникают. Типичный пример - плавник малого удлинения типа вэйва или фристайта. У него обтекание сугубо пространственное, из-за этого скорости на передней кромке (где условия наиболее благоприятны для образования застойной зоны) существенно разнятся по высоте, и даже если пузырь прицепился к передней кромке у корня плавника, то расти он будет только вдоль потока, условий для его опускания ниже нету. И наоборот, у прямого плавника большого удлинения скорость обтекания по высоте почти постоянна, давление вдоль передней кромки тоже почти одинаковое вдоль подобных точек на профилях сечений, поэтому условия для роста пузыря у корня и на средине высоты могут быть почти одинаковые. Прицепившись у корня, пузырь становится препятствием, для обтекания которого скорость потока увеличивается, это изменение скорости передаётся на соседние участки всё ниже и ниже, пока почти по всей высоте плавника с наветренной стороны вместо воды не окажется газ. Думаю, как-то так.

[amigo]

[quote=lop;73940.... И наоборот, у прямого плавника большого удлинения скорость обтекания по высоте почти постоянна, давление вдоль передней кромки тоже почти одинаковое вдоль подобных точек на профилях сечений, поэтому условия для роста пузыря у корня и на средине высоты могут быть почти одинаковые. ...[/quote]

А гидростатическое давление? А динамическое от доски?
Читал, что у гидрофойлов большие отличия в работе в зависимости от заглубления. Какой-то скачкообразный рост подъемной силы при заглублении долее 0,5м.
Знаешь про это чего-нибудь. Можно ли принебречь этими факторами?

Сообщение от lop

....
Всё просто! У одних плавников, при определённых режимах обтекания возникают условия для роста каверны по высоте/глубине, а у других плавников не возникают. ...

Мне кажется, что более "быстрые" плавники входят в спинаут резче и вытащить из оттуда труднее. У них после превышения критического угла гидродинамическое качество падает быстрее.

[lop]

Сообщение от amigo

А если "характерный размер" ракушки - 1мм (меньше на 2 порядка длины плавника), тогда чио?

Сообщение от amigo

Я имел в виду не высоту ракушки а ее длину в направлении движения потока. Законы физики тна ракушки не действуют?

Обоснуй. Если прав ты, то в общем понятно почему уделяют повышеное внимание тщательной обработке передних 0,15 поверхности плавника-там слои более тонкие-"сжатые".

То есть, ты имел в виду, что на ракушке отсчёт числа Рейнольдса нужно начинать с нуля? И тогда маленькая ракушка фсегда будет в ламинаре? Хорошо бы.... Но, есть разница между плавником и ракушкой или, например, цилиндром/стержнем. Плавник - то, что при нормальных условиях эксплуатации гидромеханики называют "хорошо обтекаемое тело". А ракушка и цилиндр, расположенный поперёк потока - тела "плохообтекаемые".

Выделение из состава полного сопротивления отдельного сопротивления трения основано на предположении, что у хорошообтекаемого тела трение будет такое же, как у другого хорошообтекаемого тела - плоской пластины, сориентированной вдоль потока. Для плохообтекаемого тела это предположение настолько безосновательно, что искать отдельно его сопротивление трения специалистам в голову не приходит. А вот неспециалистам - может прийти. Но ничего путного из такого разделения они не получат. Только для хорошообтекаемых тел сопротивление трения сопоставимо по величине с полным. У плохообтекаемых тел принято определять только полное сопротивление - трение считать не имеет смысла, так как оно полностью растворится в погрешности измерений полного сопротивления, которое здесь можно считать сопротивлением давления или формы.

[amigo]

Сообщение от lop

То есть, ты имел в виду, что на ракушке отсчёт числа Рейнольдса нужно начинать с нуля? И тогда маленькая ракушка фсегда будет в ламинаре? Хорошо бы...

Я про то, что если вбить в плавник гвоздь(плохо обтекаемое тело), то тело "плавник с гвоздем" в принципе не перестанет быть обтекаемым, но на гвозде будет образовываться турбулентность, не исключаю, что и кавитационный пузырь.

YouTube - supercavitating bullet

[lop]

Сообщение от amigo

А гидростатическое давление? А динамическое от доски?

Влияют, и то, и другое, на благоприятность или неблагоприятность условий. Но я имел в виду распределение полного давления, от всех факторов.

Читал, что у гидрофойлов большие отличия в работе в зависимости от заглубления. Какой-то скачкообразный рост подъемной силы при заглублении долее 0,5м.
Знаешь про это чего-нибудь. Можно ли принебречь этими факторами?

Так и есть. Только оперировать лучше не абсолютной величиной глубина, а отнесённой к длине хорды. Действительно, при приближении к свободной поверхности подъёмная сила на подводном крыле быстро уменьшается на глубине, сопоставимой с длиной хорды крыла. Этого, кстати, не в состоянии объяснить "теория ложки Коанды" - действительно, импульс, "даунвош", "струя отбрасываемая вниз" вроде бы те же самые, что на глубине, а "лифт" снижается.

Дело в том, что большая часть подъёмной силы крыла (до 80%), как все знают, создаётся на верхней, "засасывающей" стороне крыла. Это, условно говоря, в безграничной жидкости/среде. Крыло своей верхней частью "тянет на себя" всё безграничное верхнее полупространство (а нижней - толкает вниз нижнее), которое двигаться к крылу не хочет, потому что вода - среда почти нерастяжимая, и тогда сзади, на безграничности, появится вакуум, пустота и безграничность закончится, так как между пустотой и средой появится граница. Вот почему подъёмная сила большая. Если же среда не безграничная, как оно обыкновенно и бывает, то по мере приближения крыла к границе, оно начинает эту границу "чувствовать", так как "тянуть на себя" ему остаётся всё меньше и меньше приграничной среды, и если граница нетвёрдая и подвижная, как свободная поверхность, или за ней уже другая среда, с гораздо меньшей плотностью (сравнительно легко растяжимый воздух вместо нерастяжимой воды), то среде бояться нечего - безграничности всё равно нет, а границе пофигу, что её двигают. Если бы граница была жёсткая, типа твёрдого камня или стали, то тогда наоборот, подъёмная сила несколько выросла бы, как растёт подъёмная сила вблизи экрана, например, той же воды, но для паруса, работающего в воздухе. Это что касается подъёмной силы.
Касаемо же сопротивления, всякую подъёмную силу сопровождающего, то тут картина получается обратная - сопротивление растёт, так как энергия начинает попусту тратиться на образование волн на поверхности, которых в безграничной жидкости не было. В предельном случае, когда крыло дойдёт до самой границы, оно превратится в глиссирующую поверхность, и ниже подъёмная сила уже не упадёт.

Мне кажется, что более "быстрые" плавники входят в спинаут резче и вытащить из оттуда труднее. У них после превышения критического угла гидродинамическое качество падает быстрее.

Так и есть. Качество прямых гоночных гораздо выше качества вэйво-фристайловых.

[amigo]

О! LOOPчег!

А может ли быть связан выигрыш при "ведение на ребре" с разностью гидродинамического давления на разных сторонах плавника? Т е креня доску мы "помогаем" плавнику?

[lop]

Сообщение от amigo

Я про то, что если вбить в плавник гвоздь(плохо обтекаемое тело), то тело "плавник с гвоздем" в принципе не перестанет быть обтекаемым, но на гвозде будет образовываться турбулентность, не исключаю, что и кавитационный пузырь...

Сколько гвоздей нужно вбить в плавник, чтобы он из хорошообтекаемого тела превратился в плохообтекаемое? Хз, грань трудноуловимая. Гвоздь, ракушка, царапина создают "локальную плохообтекаемость", то есть отрыв потока с застойной зоной, которая как магнит будет притягивать пузыри, всегда находящиеся в потоке. На малой скорости размеры этой зоны невелики и плавник с гвоздём можно считать хорошообтекаемым. На высокой скорости из этого небольшого присоединённого пузырька может вырасти здоровенная каверна, которая сделает плавник плохообтекаемым.

Ещё. Следует различать турбулентность, скажем, пограничного слоя, которая сама по себе предпосылок для роста каверны не создаёт, и возникновение отрыва потока. Турбулентность - это наличие поперечных пульсаций скорости в продольном потоке. При отрыве же возникает зона, где течение не просто пульсирует, а меняет своё направление на обратное, возникает присоединённый к телу (некоторый период времени или постоянно) вихрь, в центре которого давление очень низкое и может вызвать рост пузырьков.

[amigo]

Сообщение от lop

Сколько гвоздей нужно вбить в плавник, чтобы он из хорошообтекаемого тела превратился в плохообтекаемое? Хз, грань трудноуловимая. Гвоздь, ракушка, царапина создают "локальную плохообтекаемость", то есть отрыв потока с застойной зоной, которая как магнит будет притягивать пузыри, всегда находящиеся в потоке. На малой скорости размеры этой зоны невелики и плавник с гвоздём можно считать хорошообтекаемым. На высокой скорости из этого небольшого присоединённого пузырька может вырасти здоровенная каверна, которая сделает плавник плохообтекаемым.

Ещё. Следует различать турбулентность, скажем, пограничного слоя, которая сама по себе предпосылок для роста каверны не создаёт, и возникновение отрыва потока. Турбулентность - это наличие поперечных пульсаций скорости в продольном потоке. При отрыве же возникает зона, где течение не просто пульсирует, а меняет своё направление на обратное, возникает присоединённый к телу (некоторый период времени или постоянно) вихрь, в центре которого давление очень низкое и может вызвать рост пузырьков.

То есть говоря о начале спинаута мы имеем в виду начало турбулентного обтекания в поверхностном слое, которое вызывает уменьшение подъемной силы\увеличение дрейфа. А при неустранении причин - к развитию турбулентности и далее к прорыву воздуха к плавнику?

Про ракушки-гвозди тухлая тема, надо в категориях "шершавости" ковырять.

[lop]

Сообщение от amigo

О! LOOPчег!

А может ли быть связан выигрыш при "ведение на ребре" с разностью гидродинамического давления на разных сторонах плавника? Т е креня доску мы "помогаем" плавнику?

Это вряд ли. При пересечении плавником свободной поверхности работа самого плавника ухудшается: падает боковая и подъёмная сила по сравнению с движением с тем же углом дрейфа на глубине, так как разность давлений на разных сторонах плавника уменьшается, кроме того, возникает дополнительно волновое сопротивление самого плавника. Полагаю, весь выигрыш связан с уменьшение смоченной поверхности днища и улучшением курсовой устойчивости.

Недавно на другом форуме человек рассказывал о давнем экперименте со швертами катамарана, которые "для повышения боковой силы" сделали асимметричными и увеличили относительную толщину профиля аж до 20%. В результате работающий шверт стал на определённой скорости издавать звуки наподобие работающего унитаза, усиленно засасывая воздух в швертовый колодец. Возросла ли скорость и крутизна с тем швертом - не сообщалось, но шверт этот поменяли на более нормальный, и наверное не только за звук.

Сообщение от amigo

То есть говоря о начале спинаута мы имеем в виду начало турбулентного обтекания в поверхностном слое, которое вызывает уменьшение подъемной силы\увеличение дрейфа. А при неустранении причин - к развитию турбулентности и далее к прорыву воздуха к плавнику?

Про ракушки-гвозди тухлая тема, надо в категориях "шершавости" ковырять.

Говоря о начале спинаута, я имею в виду наличие локального отрыва потока на плавнике с одновременным наличием условий для роста пузыря. Если эти два условия есть, то скорее раньше, чем позже на этом месте возникнет растущая каверна, и если ничего не предпринять вовремя, то в результате возникнет спинаут. Турбулентность же (на плавнике ?) я в виду ни разу не имею, так как до рубежа в 100 узлов добраться никогда не рассчитывал - у меня даже для автомобиля это предельная скорость.

[Юрий Крикунов]

Сообщение от amigo

О! LOOPчег!

А может ли быть связан выигрыш при "ведение на ребре" с разностью гидродинамического давления на разных сторонах плавника? Т е креня доску мы "помогаем" плавнику?

Виктор, ты же сам должен понимать, что, например, формульный плавник и днище доски вместе составляют некую систему для глиссирования по воде, состоящую из двух поверхностей закрепленных перпендикулярно друг к другу, которая непременно будет иметь на определенной скорости и определенном курсе определенное оптимальное положение, т.е. наклон.

[amigo]

Сообщение от lop

...Говоря о начале спинаута, я имею в виду наличие локального отрыва потока на плавнике с одновременным наличием условий для роста пузыря. Если эти два условия есть, то скорее раньше, чем позже на этом месте возникнет растущая каверна, и если ничего не предпринять вовремя, то в результате возникнет спинаут. Турбулентность же (на плавнике ?) я в виду ни разу не имею, так как до рубежа в 100 узлов добраться никогда не рассчитывал - у меня даже для автомобиля это предельная скорость.

То есть ДА К словам чего придираешься? Про 100 узлов вообще Миша жог!
На автомобиле под воду не суйся!
Про шверты тож слышал всякое - типа фонтаны воды , бъющие из швертового колодца

Сообщение от Юрий Крикунов

Виктор, ты же сам должен понимать, что, например, формульный плавник и днище доски вместе составляют некую систему для глиссирования по воде, состоящую из двух поверхностей закрепленных перпендикулярно друг к другу, которая непременно будет иметь на определенной скорости и определенном курсе определенное оптимальное положение, т.е. наклон.

Понимать то я понимаю, но вопрос "почему именно так" все равно мучает

[Леха@velokiev]

Сообщение от amigo

Понимать то я понимаю, но вопрос "почему именно так" все равно мучает

А меня больше интересует вопрос, как его найти, это оптимальное положение

[amigo]

Я как то за самое высокое положение не в ущерб контролю.

[m-1]

Сообщение от amigo

То есть ДА К словам чего придираешься? Про 100 узлов вообще Миша жог!

Ну да, Вселенная расширяется, пузыри лопаются и спинауты возможны только на космических скоростях...
Амиго, 100 узлов - "Это что, тоже я сделал?"©

Мне скинфрикшн (сопротивление трения), что на парусах, что под водой, давно неинтересно, как гонщику. (Почему - ниже.)

Видел соперников с ... зеркальными корпусами и швертами, видел и антиподов (с ракушками). И те и другие почему-то имели конкурентные скорости. Сделал вывод, что на лобовое сопротивление что-то влияет гораздо более эффективнее, чем гладкость поверхности. (Прошу не путать с величиной и формой смоченной поверхности!)

Какие факты в контексте скинфрикшн мне интересны?
Не только Алексей (scat), но и многие прочувствовали на практике, например, два факта:
- Мячик для гольфа огранен хорошо видимыми плоскостями с ямочками (глубиной ~1мм) и при этом летит на глаз/сушественно дальше, чем его идеально отполированный собрат.
- Поверхности с едва различимыми глазу продольными насечками (~десятка микрон) дают более 10%(?) прироста скорости.

Факты известны давно, но пока не имеют внятного объяснения и кажутся противоречивыми относительно олдскульной теории о вредности турбулентности и причинах срыва потока в пограничном слое.
(Как и эффект коанды . Как и турбулизаторы-улучшайзеры на крыльях истребителей и не только... На забивание гвоздей в плавник не агитирую, сорри.)

В силу этого рабочие технологии, базирующиеся на них, в утилитарном применении официально доступны пока только ... американцам (и тем, кому разрешено).

3М литые ПВХ риблет-пленки, которыми обклеивались американские яхты - выигрывали Кубок Америки. Если прошловековую победу объясняли продвинутой тактикой, на основе электроники на борту, то последний выигрыш тримарана был настолько awesome, что у экспертов глаза разбегались, чему верить больше - деталям или комплексному подходу.

Про деталь - скинфрикшн.

Вопросы и ответы представителю 3М:
Question: What material is the riblet film made of?
Answer: Plastic microreplicated materials with riblet structure (See press release).

Question: How is it applied on the hull of the yacht and at what stage of the
hull’s construction?
Answer: The backside of the film has a pressure sensitive adhesive layer.

Question: What is the total weight of the film?
Answer: Confidential information.

Question: What is the height and spacing of the riblets?
Answer: Confidential information.

Question: How much reduction in skin friction was achieved?
Answer: Confidential information.

Question: The only time previous to last month the riblets were used (in
the America’s Cup) was in 1987 on Stars & Stripes. How different was the
2010-version of the film from the older one?
Answer: The new riblet film is different than the material used on Stars & Stripes Sailboat in 1987 and was designed in cooperation with BMW ORACLE team for the higher speed of the new BMW ORACLE sailboat.

Question: Is there an estimate of the cost?
Answer: There is no cost information that can be provided at this time.

Question: Assuming the ban on its use was lifted do you see this technology
trickling down to smaller racing yachts?
Answer: This and other marine opportunities are being considered.

Question: Finally, there are reports on the internet that in addition to the
film, there was a polymer that was discharged from the hull in order to
further reduce skin friction. Can you give us more information on that?
Answer: This is a question which you would have to direct to BMW Oracle.

(Надо переводить или понятно, что речь идет о некоей засекреченной в национальных интересах тонкой виниловой пленке с хитрой риблет-структурой?)

Пожалуй, переведу лишь эту цитату (из пресс-релиза 3М):
“The use of 3M’s Riblet Film and other friction-reducing methods are not normally allowed under the sailing rules due to what was perceived as an unfair advantage. That position has recently been changed, enabling BMW ORACLE Racing to take full advantage of an existing and proven technology with which the sailing community is already familiar.”

Применение риблет пленки и других методов понижения сопротивления трения запрещено правилами ИСАФ, как не отвечающих соблюдению принципа равных соревновательных условий, предоставляя преимущества одной стороне.
На Кубке Америки это было разрешено.
__________
Будет ли это разрешено в ... соревнованиях НК для тех, кто прикупит плавники каши и обклеит американской риблет-пленкой корпуса/паруса/плавники?