Сообщений в теме: 5762

[greylonly]

s

 

Собственно ,что волновая поверхность(граница раздела сред) увеличивает сопротивление-факт(по крайней мере в  водоизмещяющем режиме) , вопрос из-за чего, и на сколько.

Обтекаемое тело погруженое полностью в воду имеет меньше сопротвление, чем полупогруженое.

[a_max]

Обтекаемое тело погруженое полностью в воду имеет меньше сопротвление, чем полупогруженое.

Вот что то я сомневаюсь в такой категоричности. Зависит от тела, числа рейнольдса (скорости). Просто логически. Воздействуем на тело "ударным импульсом" , за полупогруженным телом образуется вентилируемая каверна с атмосферным давлением, за погруженным телом -вакуум (вернее каверна с парами воды). Почувствуйте разницу.Чтобы торпеду разогнать пришлось искусственно вентилировать.Да что далеко ходить, все борются с вентиляцией перьев рулей, а почему, да силы падают, как подьемная так и сопротивления.

[lop]

Давайте вопрос поставил иначе: Сопротивление "шара в полепогружном" виде будет отличаться от "шара в погруженом состоянии"? Если ДА, то в какую сторону и насколько?

...

Это зависит от ряда факторов. Во-первых, от скорости. Если скорость совсем маленькая и неинтересная, то сопротивление полупогружённого шара будет вдвое меньше, чем у погружённого, так как волновое сопротивление почти отсутствует и рулит вязвостное сопротивление (трения и формы), а у полушара (двигающегося параллельно своему диаметру) оно примерно вдвое ниже, чем у шара. Далее, с ростом скорости, растёт волновое сопротивление и при некоторой, довольно умеренной скорости, сопротивление шара под водой и условно "полупогружённого" шара сравниваются. Условно, поскольку степень погруженности шара меняется со скоростью и сильно зависит от способа, которым шар приводится в движение (или удерживается от смещения набегающей жидкостью при обращённом движении).

Это во-вторых. Если центр шара фиксирован от вертикального смещения, это будет одно сопротивление, если не фиксирован - другое, поскольку при движении шара у поверхности на него, кроме сопротивления, будет действовать и подъёмная/заглубляющая гидродинамическая сила. Если, например, шар буксируется на достаточно длинном почти горизонтальном тросе, то при некоторой, достаточно высокой скорости, он просто уйдёт под поверхность, точнее, будет постоянно закрыт сверху слоем воды, при том, что сзади за шаром будет сохраняться воздушная каверна. Сопротивление при этом будет уже значительно выше, чем у погружённого шара. Правильнее сказать, чем у глубоко погружённого шара, так как само по себе нахождение шара под поверхностью жидкости отнюдь не означает, что его волновое сопротивление равно нулю, им можно пренебречь только если глубина погружения достаточно велика, тем больше, чем выше скорость такого шара.

Таким образом, с ростом скорости сопротивление изначально полупогружённого шара будет меняться от половины сопротивления полностью погруженного на малой скорости, до нескольких сопротивлений полностью погруженного на высокой скорости. Не исключаю, впрочем, ситуации, что при ещё более высокой скорости режим движения "полупогружённого" шара может измениться и он вновь выйдет на поверхность и начнёт прыгать по ней, как "блинчик", то есть, перейдёт в режим дельфинирования. При этом можно ожидать, что сопротивление "полупогружённого" опять станет меньше, чем у погружённого. Нетрудно понять, что в этом, нестационарном, режиме замерять сопротивление достаточно затруднительно,так как оно периодически падает до нуля (гидродинамическое), и однозначно ответить "насколько" не получится: то меньше в бесконечное количество раз, то меньше в разы или на проценты.

[lop]

Обтекаемое тело погруженое полностью в воду имеет меньше сопротвление, чем полупогруженое.

Дада. Поэтому рыбки быстро плавают без моторов, а лодке, чтобы быстро плавать, нужен мотор и "необтекаемая" форма.

[Kirilius83]

это для подлодки справедливо: когда она всплыла, то большая часть корпуса всеравно под водой, и у неё - да, погрузившись полностью сопротивление меньше.

но вот например авианосец?))) у него как раз наоборот, основное над водой, и погрузившись полностью - там сечение погруженной части увеличивается в разы. ни в жисть не поверю. что авианосец под водой будет иметь меньшее сопротивление чем над водой

 

так что такая фраза конечно справедлива, но только для для очень узкого круга строго оговоренных вариантов. даже в случае шара - насколько помню, изначально там не было именно полу (т.е. половины), там было глубоко погруженный и немного торчащий над поверхностью. а это уже немного другой случай, чем вы описываете))

 

а если шар погружен в воду по середину - то попробуйте обосновать. что он не выйдет на глиссирование? чисто геометрически, при его движении вода отбрасывается только вниз, никак не вверх - а значит силой реакции опоры шар будет выталкиваться из воды, выйдет на глиссирование и его сопротивление упадет до очень малых величин. и полюбому оно будет меньше чем у полностью погруженного шара!

ну а вариант с жестко закрепленым шаром, ни имеющим возможности всплыть/утонуть - какое отношение он имеет к корпусам судов?

[greylonly]

это для подлодки справедливо: когда она всплыла, то большая часть корпуса всеравно под водой, и у неё - да, погрузившись полностью сопротивление меньше.

но вот например авианосец?))) у него как раз наоборот, основное над водой, и погрузившись полностью - там сечение погруженной части увеличивается в разы. ни в жисть не поверю. что авианосец под водой будет иметь меньшее сопротивление чем над водой

 

так что такая фраза конечно справедлива, но только для для очень узкого круга строго оговоренных вариантов. даже в случае шара - насколько помню, изначально там не было именно полу (т.е. половины), там было глубоко погруженный и немного торчащий над поверхностью. а это уже немного другой случай, чем вы описываете))

 

а если шар погружен в воду по середину - то попробуйте обосновать. что он не выйдет на глиссирование? чисто геометрически, при его движении вода отбрасывается только вниз, никак не вверх - а значит силой реакции опоры шар будет выталкиваться из воды, выйдет на глиссирование и его сопротивление упадет до очень малых величин. и полюбому оно будет меньше чем у полностью погруженного шара!

ну а вариант с жестко закрепленым шаром, ни имеющим возможности всплыть/утонуть - какое отношение он имеет к корпусам судов?

- Вопрос быстрее Теоретический, чем Практический. Условие было "обтекаемое тело"... а Вы с Авианосцем?

- Ложка под струей воды тоже должна отбрасываться... ан-нет! притягивается. Имеет. Почти все Яхтенные корпуса в подводной части "ложки".

[Kirilius83]

ложка притягивается именно в струе воды, а не в бассейне. и струя эта вертикальна, а не горизонтальна!

[lop]

...
а если шар погружен в воду по середину - то попробуйте обосновать. что он не выйдет на глиссирование?

Лучше вы попробуйте обосновать, что выйдет.
 

чисто геометрически, при его движении вода отбрасывается только вниз, никак не вверх - а значит силой реакции опоры шар будет выталкиваться из воды, выйдет на глиссирование и его сопротивление упадет до очень малых величин.

"Чисто геометрически" нет разницы между шаром, наполовину погружённым в жидкость и шаром, наполовину погружённым в песок. А физически такая разница есть, и очень существенная. Это тот самый случай, когда "чисто геометрический" или "общемашиностроительный" подход приводит к неверным выводам. Чтобы понять, почему шар погружается в воду, а не выталкивается из воды, нужно хотя бы начать изучать гидромеханику, шар - излюбленный объект для объяснения её азов в любом учебнике.
 

и полюбому оно будет меньше чем у полностью погруженного шара!

В песке - меньше. В воде, как выше объяснялось - по разному, но в основном - больше.

ну а вариант с жестко закрепленым шаром, ни имеющим возможности всплыть/утонуть - какое отношение он имеет к корпусам судов?

Такое же, какое корпуса судов имеют к жёстко закреплённому на одной высоте шару. Вопрос был про шар. И если корпус судна повторяет форму шара, то и вести себя он будет аналогично. А если не повторяет - то и вести себя будет по другому. А к шару мы пришли, поскольку кто-то усмотрел аналогию между корпусом яхты и шаром, полупогружённым, и "чисто геометрически" начал делать другие малоправдоподобные предположения.

[a_max]

Коллеги, ну нельзя же валить все в одну кучу, шары, вианосцы..(причем начинает как ни странно lop  ) Понятно что савнивать надо одинаковые тела (для понимания влияния поверхности раздела сред), погруженные рядом с поверхностью, или полностью (глубоко). Шар интересн только тем, что у него нет "дифферента", как ни поверни, форма не меняется. И разговор шел про срыв потока с его задней кромки, а не про то , что он аналогичен корпусу яхт по форме.

[greylonly]

ложка притягивается именно в струе воды, а не в бассейне. и струя эта вертикальна, а не горизонтальна!

Ложка притягивается потому что струя идет именно из Крана... из Шланга ложка не притягивается... тем более в бассейне не будет... наверное.

Коллеги, ну нельзя же валить все в одну кучу, шары, вианосцы..(причем начинает как ни странно lop  ) Понятно что савнивать надо одинаковые тела (для понимания влияния поверхности раздела сред), погруженные рядом с поверхностью, или полностью (глубоко). Шар интересн только тем, что у него нет "дифферента", как ни поверни, форма не меняется. И разговор шел про срыв потока с его задней кромки, а не про то , что он аналогичен корпусу яхт по форме.

Секундочку... а Шар обсчитывать разве не Вы начали? Вы начните считать реальный корпус Яхты... с пером руля, с Килем.

[a_max]

 

Секундочку... а Шар обсчитывать разве не Вы начали? Вы начните считать реальный корпус Яхты... с пером руля, с Килем.

Не шар, а участок шарообразной (ну или сферической) формы. А вот "ныряние" буксируемого шара совсем из другой оперы, и вызвано силами, действующими на надводную его часть. А к корпусу приступим, готовлю модель..

[greylonly]

Не шар, а участок шарообразной (ну или сферической) формы. А вот "ныряние" буксируемого шара совсем из другой оперы, и вызвано силами, действующими на надводную его часть. А к корпусу приступим, готовлю модель..

На подводную.

[SKR]

Вот что то я сомневаюсь в такой категоричности. Зависит от тела, числа рейнольдса (скорости). Просто логически. Воздействуем на тело "ударным импульсом" , за полупогруженным телом образуется вентилируемая каверна с атмосферным давлением, за погруженным телом -вакуум (вернее каверна с парами воды). Почувствуйте разницу.Чтобы торпеду разогнать пришлось искусственно вентилировать.Да что далеко ходить, все борются с вентиляцией перьев рулей, а почему, да силы падают, как подьемная так и сопротивления.

У вас, дорогой мой, пробелы в образовании. Полностью погруженный корпус ПЛ не имеет волнового сопротивления, всплывшая ПЛ его имеет, и оно составляет существенную часть буксировочного сопротивления. 

[a_max]

На подводную.

Ладно. Пока проедем, приятель с Греции вернется, проведу эксперимент.У него бассейн есть. Как раз стенд налажу. 

 

У вас, дорогой мой, пробелы в образовании. Полностью погруженный корпус ПЛ не имеет волнового сопротивления, всплывшая ПЛ его имеет, и оно составляет существенную часть буксировочного сопротивления. 

Ну академического образования по теме действительно нет (учился на судомеханика, а увлекся в итоге судостроением  ), вот учусь из доступных источников.  Что касаемо составляющих сопротивления-то они понятны, речь идет о их причинах и взаимосвязях. 

[greylonly]

  Что касаемо составляющих сопротивления-то они понятны, речь идет о их причинах и взаимосвязях. 

Счастливчик.

А мне не понятно. Вот смотрите: на любую движущуюся Яхту действует сила Бернулли, которая собирается ея потопить под воду... растет водоизмещение... увеличивается Архимедовская сила. Но Бернулианская гораздо больше, чем приращение "динамического водоизмещения".. что еще мешает пойти Лодочке на дно? Что говорит по этому поводу Ваша программка по которой собираетесь расчитывать?

[БАР]

Что говорит по этому поводу Ваша программка по которой собираетесь расчитывать?

Она говорит, что свои утверждения надо обосновывать.

Докажите, что Бернулианская гораздо больше, чем приращение "динамического водоизмещения"

[greylonly]

Она говорит, что свои утверждения надо обосновывать.

Докажите, что Бернулианская гораздо больше, чем приращение "динамического водоизмещения"

Где Вы такой вкусный Амнизион берете? что было на прошлой неделе не помните? выше по течению поднимитесь... освежитесь. Про Танкерок там было со скорость в 10м\с и прощадью в 500 вк. метров.

[БАР]

 Про Танкерок там было со скорость в 10м\с и прощадью в 500 вк. метров.

И что, он там пошел на дно? Или было сказано, почему он этого не делает?

[lop]

Не шар, а участок шарообразной (ну или сферической) формы. А вот "ныряние" буксируемого шара совсем из другой оперы, и вызвано силами, действующими на надводную его часть. А к корпусу приступим, готовлю модель..

А где вы у яхты увидели участок шарообразной или сферической формы?

[a_max]

А где вы у яхты увидели участок шарообразной или сферической формы?

На корме. Уже писал, что рассматриваемый полутонник весьма близок к каплеобразному телу острой стороной в нос. А срыв потока происходит в корме.

 

Счастливчик.

А мне не понятно. Вот смотрите: на любую движущуюся Яхту действует сила Бернулли, которая собирается ея потопить под воду... растет водоизмещение... увеличивается Архимедовская сила. Но Бернулианская гораздо больше, чем приращение "динамического водоизмещения".. что еще мешает пойти Лодочке на дно? Что говорит по этому поводу Ваша программка по которой собираетесь расчитывать?

Кавардак  . Одни и теже частицы воды натекая на корпус не могут одновременно увеличивать силу вниз ("бернуллианскую" по вашему) , и вверх (Архимедову). Вы уж определитесь что они делают, или пререйдите к расчету конечных давлений на обшивку, думаю все сразу станет понятно. Уравнение Бернулли в чистом виде вроде применяют к расчету "динамического подсасывания" судов друг к другу и  к дну на мелководье (но тут все сложнее). 

Программа же считает на основе статистики  испытаний моделей судов в бассейне. Многие нюансы она не "улавливает", вот про них тут  и рассуждаем.

Сообщение отредактировал a_max: 24 августа 2018 - 00:26

[свободник]

У вас, дорогой мой, пробелы в образовании. Полностью погруженный корпус ПЛ не имеет волнового сопротивления, всплывшая ПЛ его имеет...

Любое тело, движущееся в подводном положении, влияет на поверхность, и соответственно создаёт волновое сопротивление.
Другое дело, что чем меньше тело и (-или) оно глубже находится, тем сложнее инструментально замерить это влияние.

[Kirilius83]

Любое тело, движущееся в подводном положении, влияет на поверхность, и соответственно создаёт волновое сопротивление.
Другое дело, что чем меньше тело и (-или) оно глубже находится, тем сложнее инструментально замерить это влияние.

Недавно попадалось, что на глубине 100 м и ниже волнового уже нет совсем. А вот в 10..20 м под водой - еще кое-какое есть, хотя и меньше.

Там была статейка на тему подводных транспортов - дескать сэкономить на мощности движков (за счет отсутствия волнового сопротивления) выйдет только на скоростях от 40 улов и глубинах порядка 100м, но там стоимость самого корабля значительно выше. А на меньших скоростях - отсуствие волнового с лихвой компенсируется большой смоченной поверхностью и большим поперечным сечением. Т.е. на глубине 20м и скорости 20..30 узлов как минимум не будет лучше чем классический транспорт, а то и хуже. По поверхности же ходить - конструктивно значительно дешевле.

[lop]

На корме. Уже писал, что рассматриваемый полутонник весьма близок к каплеобразному телу острой стороной в нос. А срыв потока происходит в корме.
...

Полагаю, что вы слишком утрируете. Это скорее часть поверхности сильно вытянутого вдоль продольной оси эллипсоида, причём эта его ось находится достаточно высоко над свободной поверхностью. Называть поверхность двойной кривизны "сферической" это очень "геометрический" подход.
Разумеется, срыв потока происходит в корме у подавляющего большинства судов вне зависимости от их формы обводов. Но со срывом потока у шара это не имеет ничего общего. Срыв потока происходит не потому, что в какой-то точке тела угол между направлением скорости жидкости на бесконечности (то есть - по горизонтали) и некоторой касательной к поверхности составит некий угол, определённый из экспериментов на автомобилях. Срыв потока происходит тогда, когда скорость потока вблизи внешней границы пограничного слоя достаточно резко уменьшается. Сколько именно это "достаточно" решать надо в каждом конкретном случае, какого-то строгого теоретического критерия не существует. Важно то, что слово "скорость" в этом расплывчатом определении условий отрыва означает именно полную скорость потока в данной точке, а не её проекцию на какую-либо плоскость. Скажем, если течение поперёк круглого цилиндра отрывается при некоторой угловой координате, предположим, 100° от критической точки, то наложив на это течение поток вдоль оси цилиндра мы существенно изменим положение отрыва, который будет происходить позже, чем при поперечном обтекании. Поэтому, хотя поперечное сечение корпуса в корме может быть таким же, как и поперечное сечение шара, полагать, что поперечный поток от дрейфа будет отрываться от поверхности там же (по угловой координате), где отрывается поток вокруг шара, наивно.

[a_max]

Недавно попадалось, что на глубине 100 м и ниже волнового уже нет совсем. А вот в 10..20 м под водой - еще кое-какое есть, хотя и меньше.

Там была статейка на тему подводных транспортов - дескать сэкономить на мощности движков (за счет отсутствия волнового сопротивления) выйдет только на скоростях от 40 улов и глубинах порядка 100м, но там стоимость самого корабля значительно выше. А на меньших скоростях - отсуствие волнового с лихвой компенсируется большой смоченной поверхностью и большим поперечным сечением. Т.е. на глубине 20м и скорости 20..30 узлов как минимум не будет лучше чем классический транспорт, а то и хуже. По поверхности же ходить - конструктивно значительно дешевле.

Тут возникает некое противоречие, что с чем сравнивать. В характеристиках подводных лодок не заметно какого либо преимущества перед надводными кораблями, но при одинаковом водоизмещении они обычно разные по размеру (корабли больше). Если брать подводные лодки в подводном/надводном положении, то тоже картина будет неясная. Например серия немецкая XXI имея D 1650/2100 (по другим данным 1650/1850) имела ход 15.5 и 17.5. Но мощьность электродвигателей была на 1000 л.с  (2х2000 и 2х2500) больше, плюс дизеля при надводном ходе крутили всю электрическую часть с соответствующими потерями (до 20%). 

 

. Срыв потока происходит тогда, когда скорость потока вблизи внешней границы пограничного слоя достаточно резко уменьшается. Сколько именно это "достаточно" решать надо в каждом конкретном случае, какого-то строгого теоретического критерия не существует. Важно то, что слово "скорость" в этом расплывчатом определении условий отрыва означает именно полную скорость потока в данной точке, а не её проекцию на какую-либо плоскость. Скажем, если течение поперёк круглого цилиндра отрывается при некоторой угловой координате, предположим, 100° от критической точки, то наложив на это течение поток вдоль оси цилиндра мы существенно изменим положение отрыва, который будет происходить позже, чем при поперечном обтекании. Поэтому, хотя поперечное сечение корпуса в корме может быть таким же, как и поперечное сечение шара, полагать, что поперечный поток от дрейфа будет отрываться от поверхности там же (по угловой координате), где отрывается поток вокруг шара, наивно.

Вот это то и странно ( выделено) . Поток что, отрывается каждый раз где захочет?  По отрыву на корме, если допустим есть точка отрыва при ходе без дрейфа, и начать корпус поворачивать (постепенно наращивая угол), то и точка должна по идее перемещаться постепенно, а не перескакивать сразу куда то в другое место.

[a_max]

Оснастил наш полутонник килем и рулем. Выбрал nasa-009, вроде наиболее подходяший.  Жаль данные не выводит в текстовый файл, но ладно. Оталось подготовить файл с центровкой и данные по парусному вооружению . Водоизмещение ограничим 3т, из весов будем считать корпус (включающий в себя экипаж и оборудование), мачту, киль. ЦТ корпуса брать как ЦТ обшивки (для приведения исходных данных к одним условиям). Вопрос к БАРу, какие паруса для попутных курсов у Вас в ходу? Это для таблички.

Прикрепленные изображения

•