Effetto del vento sulla vela...

[Proust2000]

ma scusate un secondo... senza stare a scomodare le equazioni e la teoria ingegneristica della flidodinamica, torniamo al disegnino:

Citazione:Messaggio di gianni diavolone
...secondo voi sott'acqua per la deriva succede la stessa cosa...???
si crea nell'acqua una portanza ..come per la vela..



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.

sott'acqua la freccia della 'corrente apparente' (passatemi il termine, voglio dire l'equivalente del vento nel disegno sopra) non è parallela al vento, bensì parallela all'asse longitudinale della barca, al più un pelino (poco eh!) sottovento per via dello scarroccio.

come può un profilo simmetrico con angolo di incidenza zero creare portanza? se anche ammettessimo uno scarroccio tale da rendere non trascurabile l'angolo di incidenza, in modo tale da avere della portanza sopravento, questa lavorerebbe per diminuire lo scarroccio, riportando l'angolo a zero... sofismi.

non vuol dire che un profilo simmetrico immerso in acqua non possa avere portanza, solamente che essendo una deriva vincolata all'asse della barca ed quindi alla sua direzione non è pensato per 'portare'. per fare ciò hanno inventato i trim tabs, che guarda caso assomigliano tanto ai flaps delle ali degli aerei...

idea! facciamo una deriva che si gonfia da una parte o dall'altra creando di bordo in bordo un profilo asimmetrico capace quindi di dare portanza anche con angoli di incidenza uguali a zero! eulero, ci pensi tu?

[eulero]

Citazione:Proust2000 ha scritto:
senza stare a scomodare le equazioni e
sott'acqua la freccia della 'corrente apparente' (passatemi il termine, voglio dire l'equivalente del vento nel disegno sopra) non è parallela al vento, bensì parallela all'asse longitudinale della barca, al più un pelino (poco eh!) sottovento per via dello scarroccio.

come può un profilo simmetrico con angolo di incidenza zero creare portanza? se anche ammettessimo uno scarroccio tale da rendere non trascurabile l'angolo di incidenza, in modo tale da avere della portanza sopravento, questa lavorerebbe per diminuire lo scarroccio, riportando l'angolo a zero... sofismi.

non vuol dire che un profilo simmetrico immerso in acqua non possa avere portanza, solamente che essendo una deriva vincolata all'asse della barca ed quindi alla sua direzione non è pensato per 'portare'. per fare ciò hanno inventato i trim tabs, che guarda caso assomigliano tanto ai flaps delle ali degli aerei...

idea! facciamo una deriva che si gonfia da una parte o dall'altra creando di bordo in bordo un profilo asimmetrico capace quindi di dare portanza anche con angoli di incidenza uguali a zero! eulero, ci pensi tu?

Dannata insonnia... son due ore che mi rigiro nel letto...

andiamo per gradi, magari mi addormento

Citazione:Proust2000 ha scritto:

sott'acqua la freccia della 'corrente apparente' (passatemi il termine, voglio dire l'equivalente del vento nel disegno sopra) non è parallela al vento, bensì parallela all'asse longitudinale della barca, al più un pelino (poco eh!) sottovento per via dello scarroccio.

è proprio lo scarroccio, ed un un angolo tutt'altro che trascurabile.

Citazione:Proust2000 ha scritto:

come può un profilo simmetrico con angolo di incidenza zero creare portanza? se anche ammettessimo uno scarroccio tale da rendere non trascurabile l'angolo di incidenza, in modo tale da avere della portanza sopravento, questa lavorerebbe per diminuire lo scarroccio, riportando l'angolo a zero... sofismi.

le equazione nn servono (più) tanto a calcolare,m apiù che altro servono a rendersi conto di quali termini concorrono, e in che maniera, in una certa equazione.

Se io ad esempio scrivo (semplificand al massimo) che la forza P(protanza) è uguale alla velocetà del fluido al quadrato, per la densità, per la superficie, per un coefficente determinato dal tipo di profilo, capisco che tutti i termini,meno quello della velocità, concorrono proporzionalmente.

Proviamo a fare un esempio... mettiamo che la velocità sia 1, l'areas sia 1, ed il coefficente sia 1(in pratica la stessa ala in un fluido alla stessa veocità. Se siamo in aria questo valore è di circa 1,2 kg per metro cubo, quindi la portanza avrà vlore 1,2; se invece immergiamo la stessa ala nell'acqua, la densità sarà circa 999 kg a m3... praticamente la stessa ala, delle stesse dimensioni e nelle stesse condizioni,produce na portanza mille volte superiore nell'acqua rispetto all'aria.

Questo è il motivo per cui gli angoli (e le dimensioni rispetto ad una vela!), possono essere più piccolo, sviluppando comunque ben più forza della vela stessa.

Citazione:Proust2000 ha scritto:

non vuol dire che un profilo simmetrico immerso in acqua non possa avere portanza, solamente che essendo una deriva vincolata all'asse della barca ed quindi alla sua direzione non è pensato per 'portare'. per fare ciò hanno inventato i trim tabs, che guarda caso assomigliano tanto ai flaps delle ali degli aerei...

è fatto per portare ambo i lati, come tutti i profili simmetrici... il trim tab può aiutare tanto.... chiediti da che lato viene orientato!

Citazione:Proust2000 ha scritto:

idea! facciamo una deriva che si gonfia da una parte o dall'altra creando di bordo in bordo un profilo asimmetrico capace quindi di dare portanza anche con angoli di incidenza uguali a zero! eulero, ci pensi tu?

ci hanno già pensato.... oltre a non esserci riusciti per problemi tecnici, l'acqua ha un grosso problema: l'attrito tutt'altro che irrisorio anche a basse velocità. Pens che uno scooter da 4 cavalli fa 100 all'ora... un fuoribordo da 4 cavalli attaccato ad un tender vuoto ne fa di gran lunga meno.


ma forse qualcuno armato di grande esperienza e tanti dindini sta già risolvendo la cosa...

[gianni diavolone]

Citazione:Proust2000 ha scritto:
ma scusate un secondo... senza stare a scomodare le equazioni e la teoria ingegneristica della flidodinamica, torniamo al disegnino:

Citazione:Messaggio di gianni diavolone
...secondo voi sott'acqua per la deriva succede la stessa cosa...???
si crea nell'acqua una portanza ..come per la vela..



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sott'acqua la freccia della 'corrente apparente' (passatemi il termine, voglio dire l'equivalente del vento nel disegno sopra) non è parallela al vento, bensì parallela all'asse longitudinale della barca, al più un pelino (poco eh!) sottovento per via dello scarroccio.

come può un profilo simmetrico con angolo di incidenza zero creare portanza? se anche ammettessimo uno scarroccio tale da rendere non trascurabile l'angolo di incidenza, in modo tale da avere della portanza sopravento, questa lavorerebbe per diminuire lo scarroccio, riportando l'angolo a zero... sofismi.

non vuol dire che un profilo simmetrico immerso in acqua non possa avere portanza, solamente che essendo una deriva vincolata all'asse della barca ed quindi alla sua direzione non è pensato per 'portare'. per fare ciò hanno inventato i trim tabs, che guarda caso assomigliano tanto ai flaps delle ali degli aerei...

idea! facciamo una deriva che si gonfia da una parte o dall'altra creando di bordo in bordo un profilo asimmetrico capace quindi di dare portanza anche con angoli di incidenza uguali a zero! eulero, ci pensi tu?

giuro che mi stavo chiedendo le stesse cose....

..

che soddisfazione avere amici che si appassionano ad un'argomento e con competenza...
contento che la discussione non va a puttane come al solito...

Il problema si e' posto parlando delle cele che la barca sul nostro pontile sta' sperimentando le vele alari ,che ho raccontato poco fa'.

ieri con sorpresa la barca era in terra,sembra che abbia disalberato... con i venti e il mare che c'e' sti giorni....
sapro' essere piu' preciso..

[starghost]

Ha ragione Sonmì.

Forse qualcuno dimentica che gli SI avevano il trim all'uscita della pinna di deriva che, creando l'asimmetria necessaria (paragonabile ai flaps) permetteva di ridurre drasticamente il raggio di virata quando era collegato al timone (in partenza). in regata veniva disingaggiato e regolato in modo moooolto fine aiutava a contrastare lo scarroccio.

Sui 12m era quella ruota piccola interna alla ruota principale, mentre sui 6m era una piccola barra posta sotto la barra principale che veniva bloccata su apposite tacche (almenio su quelli su cui ho navigato io).

Sugli aerei ad ala simmetrica (o quasi) ci sono dei collegamenti automatici (intendo dire meccanici o idraulici ma in ogni caso rigidi) ad alcune sezioni di flap che creano la portanza. Tipico è il caso dei timoni.

Kermit: passerai sul Dream?

[kermit]

Più che asimmetria bisogna parlare di deviazione di flusso, come ripeto l'acqua è incompressibile e non si ragiona come per l'aria nel volo subsonico.
Il Dreamliner ossia Boeing 787? Chissà? Qualcuno prima dovrebbe comprarlo

[tiger86]

Ho letto poco gli interventi, ma vedo che già è stato spiegato che per avere portanza serve il profilo asimmetrico.

Ma il vero problema è un altro, ossia che con quel disegnino iniziale proprio non mi ci ritrovo.
Invece la portanza della deriva è data dalla forza dello scarroccio.

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[Gof]

Non ho capito: qualcuno nega che ci sia 'portanza' sulla deriva?

[kermit]

@Gof, non mi sembra che nessuno abbia detto che non ci sia portanza sulla deriva
@Tiger, anche in questo caso non mi sembra che nessuno abbia detto che per avere portanza bisogna avere asimmetria, basta un angolo d'incidenza.

In effetti mi sembra che qualcuno confonda asimmetria con angolo d'incidenza ecc

[tiger86]

No Golf, ma che essa sia generata da un meccanismo differente dal flusso laminare dell'ala

[lacamomilla]

Citazione:eulero ha scritto:

Citazione:lacamomilla ha scritto:
all' aria

Rendimento quasi mille volte superiore, ma anche la resistenza è nettamente superiore.


Per quanto riguarda la domanda di diavoline . La risposta è SI, ilprincipio è lo stessi(deflessione del flusso e leggi di conservazione)

vero però i flussi o filetti fluidi dovrebbero rimanere molto più laminari...

[lacamomilla]

Citazione:tiger86 ha scritto:
Ho letto poco gli interventi, ma vedo che già è stato spiegato che per avere portanza serve il profilo asimmetrico.

Ma il vero problema è un altro, ossia che con quel disegnino iniziale proprio non mi ci ritrovo.

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Invece la portanza della deriva è data dalla forza dello scarroccio.

non mi pare il mio aliante monta un clark y simmetrico e porta eccome se porta

[sonmì]

Citazione:Gof ha scritto:
Non ho capito: qualcuno nega che ci sia 'portanza' sulla deriva?

No, no, piano: se la pinna di deriva contrasta lo scarroccio, una portanza ce l'ha per forza. Non era questo il contendere. Il 3D proponeva un disegnino di una vela e si chiedeva se la deriva sott'acqua può fare la stessa cosa.
Io sostengo di no semplicemente perchè la barca a vela è un sistema che funziona solo in quanto sfrutta la diversa densità dei due elementi in cui si sposta, l'acqua e l'aria.
Già il paragone con gli aerei va fuori dal seminato, perchè quelli per avanzare hanno bisogno della spinta del motore o della gravità o delle correnti ascensionali ... ma senza motore non fanno il giro del mondo , giusto?
Dunque il dibattere era 'se la deriva può funzionare come la vela' ... ma è una domanda che parte da un presupposto sbagliato, perchè la barca è 'un sistema' in cui la spinta all'avanzamento la dà sì la vela che però riesce a lavorare bene solo perchè è solidale ad una pinna di deriva che contrasta lo scarroccio.
In definitiva non ci potrà mai essere una barca a vela o un catamarano in cui la propulsione viene data sia dalle vele che dalle derive ... nella concezione più avanzata (i cat con i foils) i foils hanno una funzione di sollevamento che riduce quasi a zero le resistenze all'avanzamento ... ma non forniscono certo una spinta all'avanzamento stesso.

Tutto il resto è una discussione da ingenieri (terminologia, calcoli ecc ecc ) e non ho la presunzione di contraddirli . Guai contraddirli, sono pericolosi

[eulero]

Citazione:tiger86 ha scritto:
Ho letto poco gli interventi, ma vedo che già è stato spiegato che per avere portanza serve il profilo asimmetrico.

Ma il vero problema è un altro, ossia che con quel disegnino iniziale proprio non mi ci ritrovo.
Invece la portanza della deriva è data dalla forza dello scarroccio.

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mi sembra il prima grafico sia abbastanza chiaro.
Ma nel tuo fai spuntare l'avanzamento, che in realtà non ci interessa(visto che stiamo considerando i fluidi in movimento)


Per avere portanza non ci vuole un profilo asimmterico, ci vuole una deviazione di flusso. La nostra mano aperta e inclinata, fuori dal finestrino a cento all'ora, genera tanta portanza;

Il profilo ben studiato (non per forza asimmetrico) aiuta a deflettere il flusso favorendo l'effetto Coanda, favorendo angoli di stallo, e quindi di distacco, molto più ampi di quelli di una tavoletta di legno. Ciò non togli che un foglio di compensato, inclinato, tanto nell'aria, come nell'acuqa, ed in qualsiasi altro fluido newtoniano(guardacaso! leggi di conservazione di energia, massa e momento!), in movimento genere portanza.

Se vuoi approfondire ecco uno stralcio dai 'produttiori' di tutti i profili validi su cui voliamo e su cui navighiamo:

people mis-apply Bernoulli and Newton's equations and because they over-simplify the description of the problem of aerodynamic lift. The most popular incorrect theory of lift arises from a mis-application of Bernoulli's equation. The theory is known as the 'equal transit time' or 'longer path' theory which states that wings are designed with the upper surface longer than the lower surface, to generate higher velocities on the upper surface because the molecules of gas on the upper surface have to reach the trailing edge at the same time as the molecules on the lower surface. The theory then invokes Bernoulli's equation to explain lower pressure on the upper surface and higher pressure on the lower surface resulting in a lift force. The error in this theory involves the specification of the velocity on the upper surface. In reality, the velocity on the upper surface of a lifting wing is much higher than the velocity which produces an equal transit time. If we know the correct velocity distribution, we can use Bernoulli's equation to get the pressure, then use the pressure to determine the force. But the equal transit velocity is not the correct velocity. Another incorrect theory uses a Venturi flow to try to determine the velocity. But this also gives the wrong answer since a wing section isn't really half a Venturi nozzle. There is also an incorrect theory which uses Newton's third law applied to the bottom surface of a wing. This theory equates aerodynamic lift to a stone skipping across the water. It neglects the physical reality that both the lower and upper surface of a wing contribute to the turning of a flow of gas.

The real details of how an object generates lift are very complex and do not lend themselves to simplification. For a gas, we have to simultaneously conserve the mass, momentum, and energy in the flow. Newton's laws of motion are statements concerning the conservation of momentum. Bernoulli's equation is derived by considering conservation of energy. So both of these equations are satisfied in the generation of lift; both are correct. The conservation of mass introduces a lot of complexity into the analysis and understanding of aerodynamic problems. For example, from the conservation of mass, a change in the velocity of a gas in one direction results in a change in the velocity of the gas in a direction perpendicular to the original change. This is very different from the motion of solids, on which we base most of our experiences in physics. The simultaneous conservation of mass, momentum, and energy of a fluid (while neglecting the effects of air viscosity) are called the Euler Equations after Leonard Euler. Euler was a student of Johann Bernoulli, Daniel's father, and for a time had worked with Daniel Bernoulli in St. Petersburg. If we include the effects of viscosity, we have the Navier-Stokes Equations which are named after two independent researchers in France and in England. To truly understand the details of the generation of lift, one has to have a good working knowledge of the Euler Equations.



Ma come dicevo prima per quanto riguarda l'importanza delle formule, basta guardare i differenziali di eulero per capire csa concorre.

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Su questa base bidimensionale Navier e Stokes costruirono i loro integrali, che vengono tutt'ora usati per descrivere il fenomeno.


Appare chiaro che si parla di 'momento', di una conservazione dell'energia a seguito di una deflessione.

Ricordiamoci che tutte queste formuline non dimostrano quello che succede (che è differente in acqua e in aria), ma descrivono il principio per cui esso avviene.

[eulero]

Citazione:sonmì ha scritto:

Io sostengo di no semplicemente perchè la barca a vela è un sistema che funziona solo in quanto sfrutta la diversa densità dei due elementi in cui si sposta, l'acqua e l'aria.
Già il paragone con gli aerei va fuori dal seminato, perchè quelli per avanzare hanno bisogno della spinta del motore o della gravità o delle correnti ascensionali ... ma senza motore non fanno il giro del mondo , giusto?

Gli alianti non hanno bisogno del motore per volare, sfruttnano bolle termiche e dinamiche da pendino, che non è altro che 'vento verticale'.


Deflette il flusso di un fluido in movimento (aria), generando una portanza in una direzione mai coincidente con la prua (salvo in fil di ruota), questa direzione viene 'corretta', sfruttata dalla deriva che genre una portanza che è indispensabile all'avanzamento.

Citazione:sonmì ha scritto:

Dunque il dibattere era 'se la deriva può funzionare come la vela' ... ma è una domanda che parte da un presupposto sbagliato, perchè la barca è 'un sistema' in cui la spinta all'avanzamento la dà sì la vela che però riesce a lavorare bene solo perchè è solidale ad una pinna di deriva che contrasta lo scarroccio.
In definitiva non ci potrà mai essere una barca a vela o un catamarano in cui la propulsione viene data sia dalle vele che dalle derive ... nella concezione più avanzata (i cat con i foils) i foils hanno una funzione di sollevamento che riduce quasi a zero le resistenze all'avanzamento ... ma non forniscono certo una spinta all'avanzamento stesso.

Veramente è stato chiesto se il principio è lo stesso. e lo è.

Potrebbe esistere una barca a vela che sfrutta le correnti marine su un'aria immobile, se la vela fosse migliaia di volte più grande della deriva, proprio in virtù della sua scarsa densità. Per ovvie ragione pratiche questo improbabile (ma perfettamente reale).

Citazione:sonmì ha scritto:

Tutto il resto è una discussione da ingenieri (terminologia, calcoli ecc ecc ) e non ho la presunzione di contraddirli . Guai contraddirli, sono pericolosi

per fortuna qua ingegnere non ce ne sono!

[tiger86]

IO non sono ingegnere, e quel po di fluidodinamica l'ho imparato solo a proposito di vela, ma la portanza di un'ala in un fluido non mi risulta data dalla deflessione (su an'ala dai flap) ma da un profilo asimetrico che genera due velocità di flusso diverse e da una maggiore velocità ne deriva una pressione inferiore (Bernoulli).

Invece nella deriva si genera per deflessione.

Se non è così voi scintifici spiegatemi bene.

[eulero]

Citazione:tiger86 ha scritto:
IO non sono ingegnere, e quel po di fluidodinamica l'ho imparato solo a proposito di vela, ma la portanza di un'ala in un fluido non mi risulta data dalla deflessione (su an'ala dai flap) ma da un profilo asimetrico che genera due velocità di flusso diverse e da una maggiore velocità ne deriva una pressione inferiore (Bernoulli).

E' un errore comune, deriva dalle leggende metropolitani riguardanti le famose due particelle che si separano e si riincontrano (tra l'altro in quei disegnini che hanno fatto a tutti, si ci scorda sempre l'angolo di incidenza).

Bernoulli centra. Ma il principio (non legge, attenzione!) di Bernoulli non è altro che una legge di conservazione dell'energia.

Il flusso dell'estradosso è più accelerato perchè viene deflesso, ma non sulla superfice, ma più lontano. Per capire questa dinamica pensate alla 'pelota vasca'... quella protesi al braccio con una canaletta curva... la palla, grazie alla sua naturale tendenza a conservare il proprio moto, accelera a dismisura, arrivando a velocità sche superano i duecento all'ora.

Alla stessa maniera viene deflesso il flusso di un fluido.. esso accelera sul suo estradosso, ed accelera tanto più, qunto e maggione l'angolo di incidenza(sino al distacco, e quindi allo stallo), ma al tempo stesso aumenta la resistenza.

In termini empirici questo è dimostrabile guardando, ad esempio, oracle. Oracle ha un'ala rigida, quindi non ha bisogno del vento per dar forma alla sua vela, eppure non può permettersi di andare contro vento. Deve per forza tenere un angolo, anche piccolo, che permetta di deflette, a gran velocità, il flusso sulla vela.

Quando il profilo ha un angolo di incidenza uguale a zero, l'accelerazione del flusso è minimo, o, come ha detto kermit, in certi casi addirittura negativo.

Empiricamente ci sono tante prove empiriche per dimostrare l'infondatezza delle tante teoria da banchina che circolano sul funzionamento delle vele...

Ad esempio la teoria della superala... se ti interessasse accelerare il flusso dell'estradosso secondo la 'teoria delle due particelle', allora basterebbe dargli una forma molto più panciuta.. ma sappiamo che non è così.

Possiamo pensare agli aerei in atterraggio... essi incontrano il cosiddetto 'effetto suolo'. Una specie di 'cuscino', come se l'ala portasse di più (di questo Kermit ci potrà senz'altro dire di più).. eppure secondo le teorie che tirano in ballo ventiri, il flusso tra l'ala ed il suolo dovrebbe accelerare, a scapito della portanza, ed a scapito del principio di bernoulli.


A proposito di bernoulli... Io non so se vi è mai capitato di doverlo studiare. Ma questo principio si studia, in genere, quando si studia idraulica. E tutti gli esempi e dimostrazione che ho sui libri sono con l' acqua!

[Senza Parole]

Arrivo tardissimo in questa discussione, dove quoto Eulero.
La portanza sulle derive si genera anche se il profilo e' simmetrico a causa dell'angolo di scarroccio, che genera l'asimmetria tanto desiderata.
Analogamente sul timone, perche' abbia effetto dobbiamo dare un'angolo che generi la portanza giusta. Se molliamo la barra il timone si mette secondo la corrente e addio portanza. Ultimo esempio per chi ha esperienza di windsurf, specialmente sulle tavole veloci, l'evoluzione ha allungato di molto le pinne, che sono un notevole ausilio per innescare la planata in condizioni limite. Ogni windsurfista avverte sotto i suoi piedi la maggiore portanza che la pinna riesce a dare quando spingendo con il piede di poppa si aumenta l'angolo di incidenza della pinna con la corrente d'acqua... peccato che quando si esagera si ha il distacco (detto spin out in gergo) e la tavola deriva di botto nella direzione del vento.

ciao

francesco