Hierarchikus tartalomszűrő

(A -Szűrő- gomb listáz mindent a témában)

Az alábbiakban összellenállási vizsgálatokról lesz szó, látványos magyarázatot, éreztetést kínálva annak megértéséhez, hogy egy kajak sebességét a vízen vizsgálva miért kell a teljes sebességgel történő repesztést is kipróbálnunk. Nem elég 5-6 tengeri kajakot normál haladási sebességgel (öregesen evezve) kipróbálnunk egy kajakos nyílt tesztnapon, szükségünk van arra is, hogy mondjuk egy 300 méteres távon úgy evezzünk, mintha cunami elől menekülnénk... A kajakok csak az emberi erővel történő meghajtás felső határainál hozzák ki azokat az összellenállásbeli különbségeket, melyeket kisebb sebességeknél nem érezhetünk.

A KAPER ellenállási algoritmust kenuk és kajakok részére fejlesztették ki, amely eredetileg John Winters kezdeményezése volt. Ő egy haditengerészeti mérnök, aki most arra specializálódott, hogy békés célokra tervezzen hasznos dolgokat. Kenuzik és kajakozik --- tehát rendes ember.

Az algoritmus eredménye mindig egy táblázat, melyet grafikonon is ábrázolnak. Ezt hasonlítják össze más táblázatokkal, melyek már élő hajókat, kajakokat mutatnak be minden titkos adataikkal együtt.

Lássuk a részleteket alább...


Winters statisztikai adatok alapján készítette a modellteszteket hasonló statisztikai alapú megfontolásokból, ahogy Froude is végezte annak idején a saját modellkísérleteit. Winters magához vett jónéhány szép szál kajakot és kenut, a hidrosztatikai adatok alapján csoportosította őket és megnézte hogyan viselkednek különböző képességű tesztalanyokkal, kajakosokkal és kenusokkal. Az eredményeket összefüggésbe hozta a hidrosztatikai adatokkal, és csodálatos jóslatokat tudott generálni egy új hajótest hidrosztatikai adatai alapján úgy, hogy a hajótest még vízen sem volt. A jóslást itt inkább becslésnek nevezzük, mert ez korrektebb. Az eljárások nem hasraütés-szerűek, azonban tény, hogy különleges hajótestek különlegesebb algoritmusokat igényelhetnek. Elég ránéznünk a Warren Little Wingjére, egyből befonjuk a hajunkat annak láttán, hogy a hajótestnek kapásból két főbordája lehet (főborda a legnagyobb területű harántirányú metszet), büszke is rá  gyártó, még a hengeres teltségére is, ami K1-es versenykajak-szerű 0.639 értékkel virít...

Winters módszerét később nagyobb sebesség/hossz arányba terjesztette ki Matt Broze, ezzel több változó került az algoritmus egyenleteibe. 

Broze bővített verziójából gyakorlatilag eltűntek a hengeres teltség (prismatic coefficient) adta eddigi korlátok is, amely előtte 0.48 és 0.64 közé határolta be a vizsgálható hajótesteket. Sokkal több kiindulási adatot kell megadnunk ahhoz, hogy az algoritmus dolgozni tudjon, így pontosabb eredményt kapunk, mint a Kaper/Winters algoritmusnál. Fontos megjegyeznünk azt is, hogy egy hatalmas olajszállító tankernél már más eljárást alkalmaznak az összellenállás számításánál, egy szárnyashajónál vagy egy UTH hajónál meg végképp. minden hajótípusra a rendeltetésének megfelelően kidolgoznak egy összellenállás-számító algoritmust, s ezt folyamatosan fejlesztik, legtöbbjét beépítve valamilyen célspecifikus hajótervező programba.

A KAPER-algoritmus azonban még sok tervező programnnál csupán a 0.48-0.64 hengeres teltségű kajakokra és kenukra alkalmazható, melynél a magasabb érrtékű (a 0.6 feletti) K1-es versenykajakoknál figyelhető meg. Az algoritmusok evolúciója jelenleg is zajlik.

A Kaper-algoritmus alább közölt grafikonján alapból négy ellenállási görbét látunk. A súrlódási ellenállást, maradék ellenállást és a teljes ellenállást láthatjuk azonnal, a negyedik az ún. Spilman ellenállás, amely nem minden CAD tervező rendszeren fordul elő (később még erre is rátérünk, de nem most).. Jól megfigyelhető, hogy a KAPER-hez 9 adatot kell megadnunk a hajótest héjalásáról, annak vízvonal alatti részéről. A görbék abszcisztengelyén a sebesség van megadva csomóban (knots, kn), az ordinátatengelen pedig az ellenállás értéke (N-ban vagy lbs-ben megadva, amire éppen a program alkotója rákattant.)


A KAPER/Winters algoritmus grafikus megjelenítése
Lássunk példát egy másik rendszerre is

Hozzászólások: