Motstandskomponenter - oppdatert

Presentasjon om: "Motstandskomponenter - oppdatert"— Utskrift av presentasjonen:

1 Motstandskomponenter - oppdatert
Friksjonsmotstand Skjærkraft på overflaten. Neglisjeres i potensialteorien. Trykkmotstand ~ Bølgemotstand (skip) Kan beregnes med potensialteori Viskøs trykkmotstand Trykkmotstand som avhenger av viskøse effekter «Skip-legemer» -> forenklete metoder «butte legemer» -> drag Krefter dekomponeres i fartsretning og summeres til total motstand:

2 Laminær og Turbulent strøm
Laminær strøm: (Re lav) «Regelmessig lagdelt strømningstilstand hvor de ulike lagene i væsken beveger seg parallelt uten blanding». Turbulent strøm: (Re høy) «forstyrrelser og blanding av de ulike lagene i væsken» Reynolds tall: V – uforstyrret hastighet L – Karakteristisk lengde, skipslengde, kulediameter - Kinematisk viskositet - Viskositetskoeffisienten (væskens indre friksjon)

3 Grensesjikt - Potensialstrømning vs. Viskøs strømning
Langt fra veggen (utenfor grensesjikt) regnes strømningen gjerne som potensialstrømning

4 Friksjonskoeffisient for flat plate
Blasius’ laminære friksjonsmotstandskoeffisient: Prantedtl- von Karmans’ turbulente friksjonsmotstandskoeffisient: Turbulent strømning Overgangsområde (transisjon) - Flate plater Laminær strømning

5 Motstandskoeffisient - definisjon
stagnasjonstrykket

6 Ulike ”friksjonslinjer” benyttet ved skipsmodellprøving
Turbulent strømning! Når friksjonsmotstanden for 3-D legeme også inneholder formfaktoren kaller vi motstanden for - viskøs motstand.

7 Motstandskomponenter - oppdatert
Friksjonsmotstand Skjærkraft på overflaten. Neglisjeres i potensialteorien. Trykkmotstand ~ Bølgemotstand (skip) Kan beregnes med potensialteori Viskøs trykkmotstand Trykkmotstand som avhenger av viskøse effekter «Skip-legemer» -> forenklete metoder «butte legemer» -> drag Krefter dekomponeres i fartsretning og summeres til total motstand:

8 Trykkmotstanden - Bølgemotstand – bølgedannelse.
Spredebølger Tverrbølger

9 Beregnet bølgeheving for to varianter av lite tankskip, 12,5 knop

10 Bølgedannelse rundt et skip med markerte skuldre

11 Bølgedannelse rundt et skip uten markerte skuldre

12 Bidrag til bølgemotstanden fra tverr- og spredebølger

13 Bølgemotstand Trykkmotstand  Froude skalert
Kan beregnes (temmelig nøyaktig) med potensial-teori Det er sammenheng mellom viskøs trykkmotstand og bølgemotstand, men for et velformet skip er denne sammenhengen ikke så sterk For et skip med gitt størrelse og hastighet er det først og fremst bølgemotstanden vi kan påvirke med utforming Kunnskap om bølgemotstand er viktig for design og optimalisering av skrogform

14 Trykk og bølgemotstand

15 Trykkfordeling på forskip

16 Motstandskomponenter - oppdatert
Friksjonsmotstand Skjærkraft på overflaten. Neglisjeres i potensialteorien. Trykkmotstand Kan beregnes med potensialteori Viskøs trykkmotstand Trykkmotstand som avhenger av viskøse effekter «Skip-legemer» -> forenklete metoder «butte legemer» -> drag Krefter dekomponeres i fartsretning og summeres til total motstand:

17 Viskøs trykkmotstand – Formmotstand
Viskøs trykkmotstand – Formmotstand. Avløsning og hvirveldannelse moderat – «skipsform». 3D-legeme 2D-legeme

18 Separasjon av strømning

19 Hvordan finne formfaktoren k?
k antas lik i modell og full skala k finnes derfor gjerne fra modellforsøk Alternative metoder: Slepe modellen ved så lav hastighet at den ikke lager bølger Prohaska’s metode Empiriske formler

20 Hvordan finne formfaktoren k
Hvordan finne formfaktoren k? - Slepe modellen ved så lav hastighet at den ikke lager bølger

21 Cv: Viskøs motstandskoeffisient
Formfaktor Korreksjon av friksjonsmotstand for å ta hensyn til skipets fyldighet Fyldigheten fører til øket hastighet rundt skroget Øket hastighet fører til øket friksjonskraft Redusert trykkøkning i akterskipet bidrar til formfaktor Cv: Viskøs motstandskoeffisient CF: Friksjonskoeffisient for flat plate 1+ k = r : Formfaktor

22 Prohaska’s metode for å finne formfaktor - r
r = 1 + k

23 Prohaska’s metode Eksponent for Fn velges slik at dataene faller mest mulig på en rett linje