Rompsnelheid schaalmodellen

Hallo beste mensen,
Ik heb 1 vraag: als ik naar de filmpjes van diverse modellen op schaal onder de 3 meter werkelijke lengte kijk, valt het mij op dat de modellen vaak een behoorlijke "buik" op topsnelheid trekken. Is er een soort omrekenformule naar kleinere modellen? Het zou mij niet verbazen als je de breedte van het model met factor 1,7 zou moeten vermenigvuldigen om een reeel vaarbeeld te krijgen bij "verplaatsing"-schepen.
Alvast bedankt voor de reactie.
M.vr.grt., Max

 

Beste Max, het blijft schipperen met die snelheid. Ik heb de indruk dat de meeste modelschepen veel te snel varen, hoe je het ook bekijkt.

Puur visueel zou je zeggen, het model moet zijn (haar?) lengte in dezelfde tijd afleggen als het 1:1 schip, dus schaalsnelhed = 1:1 snelheid/schaalfactor.

Als je puur naar het golfbeeld kijkt zou je met het getal van Froude op een schaalsnelheid komen die verkleind moet zijn met de wortel van de schaalfactor (schaal 1:100 wordt 1:1 snelheid gedeeld door 10).

Dat is al niet éénduidig, en als je dan ook nog eens naar oppervlakken (schalen met het kwadraat van de schaalfactor) en massatraagheid (schalen met de derde macht van de schaalfactor) kijkt, dan moet je wel tot de conclusie komen dat een realistisch vaarbeeld alleen in een Science Fiction omgeving (andere zwaartekracht, andere vloeistofviscositeit en zelfs andere tijdschaal) mogelijk zou kunnen zijn.

Dat is dan ook de reden denk ik dat ik modelbouwschepen dikwijls zo "nerveus" vind varen (dat is dan de tijdschaal). Wat mij altijd wel verbaast is dat puur visueel gezien ik vind dat zeilmodellen het veel beter doen dan motor aangedreven modellen.

Maar gewoon veel te hoge snelheden in verhouding tot de modelboot is denk ik de grootste oorzaak. Soms zie je slepers toeren uithalen waaarmee een 1:1 speedboot nog moeite mee zou hebben.

Overigens, hoe kom je op die factor 1,7? En dan alleen voor de breedte.

Groet,

Ad

 

rompsnelheid schaalmodel

Hallo Ad,
Ik zal proberen het e.e.a. te verduidelijken. Viscositeit van water kunnen wij niet beinvloeden. Om e.e.a te relativeren moet m.i. de rompsnelheid worden aangepast. Dit kan uitsluitend gebeuren m.b.v aanpassen van de omtreksnelheid van de romp. Ik zal het geheel binnenekort duiden met een schematische voorstelling van de betrokken veplaatsingen. Dit is een (mijn) theorie, e.e.a. zouden we moeten testen in een sleeptank of iets dergeljks.
Mijn getal 1.7 is afgeleid van het neerwaards delen van grootheden, d.i. het verdisconteren van dichtheden m.b.t. de densiteit van water m.b.t tot opwaartse druk.

M.vr.grt., Max

 

Hoi Max,

Lees dit draadje eens door modelberekeningen-gewicht-snelheid-vermogen Daar staat het één en ander uitgelegd en ook een link om een excel sheet te downloaden dat allerlei zaken voor je uitrekent. Dit wiel is namelijk al eens uitgevonden door André Veenstra.

 

Met dien verstande dat het voor wat de snelheid betreft een vierkant wiel is. Snelheid kan je niet op een éénduidige wetmatige manier schalen, tenzij je viscositeit, zwaartekracht en/of tijdschaal kunt beïnvloeden. Wat ik al eerder zei, het blijft altijd schipperen!!!

 

Misschien, zover reikt mijn kennis ook niet. Ik heb de formules van Veenstra alleen maar vertaald naar het sheet. Maar wat ik wel weet is dat ik die berekeningen ondertussen al voor een redelijk aantal modellen heb gemaakt en er telkens een vaarbeeld uit komt dat aardig overeen komt met het origineel. Dat is voor mij voldoende.

 

Inderdaad, Lex. Dat is uiteindelijk het belangrijkst, hoe je het "ervaart". Velen hebben de neiging veel te snel te gaan/willen. Maar een sleper die vaart als een speedboot is geen gezicht, vind ik tenminste.

Groet,

Ad

 

Hallo allemaal,
Er is in Nederland een wereldberoemd instituut dat zich bezig houdt met op schaal de eigenschappen bestuderen van schepen die op ware grootte moeten worden gebouwd. Dat is het MARIN.

Van één van de ingenieurs van het MARIN heb ik de volgende simpele formule gekregen voor het berekenen van de schaalsnelheid van een schaalmodel. Het ging hier om een model in schaal 1 op 20 met een "echte" snelheid van 12 knoop. Hieronder het antwoord van het MARIN op deze vraag.

Modelsnelheid is ware grootte snelheid gedeeld door wortel uit de schaal. Dus als 12 knoop gesimuleerd moet worden, dan is modelsnelheid is 12/ 20^^0.5 = 12/4.47= 2,68 knoop, is 2,68 x 0.5144 = 1.3 m/s. = 4,6 km/u

Waarom zou je zelf klungelen met formules als er een wereldberoemd instituut is dat zich daarmee bezighoudt voor scheepswerven.

 

Dat is dus het toepassen van het Froude getal, zoals ik eerder al noemde. Maar het is beslist niet de sleutel om de ideale schaalsnelheid te krijgen, want die bestaat niet, of anders gezegd die is afhankelijk van wat je beoogt.

 

De formule van Veenstra komt dan op 4,97 km/h. Er zit dus verschil in, maar of dat in vaarbeeld erg veel uitmaakt? Wat Ad al zegt, ligt er aan wat je wilt.

 

Ik wil het toch simpeler houden, nergens op het water zie ik schaaldelen staan.
neem eens de moeite om plaatjes, foto's te bestuderen, of als het mogelijk is het echte schip te bekijken als het vaart.
let goed op hoe is de snor, waar zit de kuil en hoe diep en check de hekgolf
als je dit evenaart op je model ook al is ze overpowerd, zal je volgens mij een realistisch vaarbeeld en belangrijker vaargedrag krijgen.
mvg Loek

 

Het getal van Froude, of zouden we moeten zeggen: Reech-Froude want Reech was de grondlegger en Froude de toepasser van deze modelwet, is net als de Admiraliteitsconstante niets anders dan het resultaat van de vergelijking tussen het 1:1 model en het 1:schaal model.

groet,

Paul

 

1 knoop = 1 zeemijl/uur = 1,852 km/uur

12 x 1,852 /√20 = 4,969 km/uur

Het verschil met adriaan z'n uitkomst zit hem in wat afrondingen.

Groet,

Ad

 

Misschien wel. Maar in de stromingsleer is het Froude getal (symbool Fr) nu eenmaal ingeburgerd en wordt als zodanig gebruikt en benoemd.

Citaat:
Froude was waarschijnlijk niet op de hoogte van het werk over algemene gelijkvormigheid in de mechanica van Bertrand en voor schepen van Reech

Nog een citaat:
The naval constructor Ferdinand Reech had put forward the concept in 1832 but had not demonstrated how it could be applied to practical problems in ship resistance. Speed/length ratio was originally defined by Froude in his Law of Comparison in 1868

Groet,

Ad

 

@Beste Max,
Je hebt mij wel heel nieuwsgierig gemaakt naar jouw theorie, je hebt een uitleg met plaatjes beloofd, wanneer ga je het publiceren?

@All,
Froude heeft tijdens zijn sleepproeven met gladde platen ook geconstateerd dat als een plaat langer was, de wrijvingscoefficient afnam.
Een praktische toepassing is de torpedoboot, een lange maar smalle rompvorm, wellicht kwam hier de uitdrukking vandaan "Lang loopt!".
Ter info een plaatje geleend van www.DutchFleet.net • Kraaienest met twee torpedobooten van de KM gefotografeerd in Amsterdam.



groet,

Paul

 

Ik heb wel eens begrepen dat als je het Froude getal toepast, dus schaalsnelheid is snelheid maal wortel van de schaalfactor, dat je dat Eigenlijk ook een hogesnelheid film moet maken en die met de wortel van de schaalsnelheid afdraaien om de rol, stamp en golfbewegingen realistisch te maken. Een beetje dure hobby, dat wel.

Freek

 

Klopt, en dan ben je er nog niet, want om dan ook nog een gelijkwaardig Reynolds getal te krijgen (om een gelijkwaardige stroming aan het oppervlak van de romp te krijgen) zou je ook nog iets aan de viscositeit van water moeten doen. Ga er maar aan staan!!!!

Als 't ie maar mooi vaart, denk ik dan maar.

Groet,

Ad Bakker

 

Een vacuüm sleeptank wellicht, zoals in Wageningen.

Overigens gaat de (vergelijkings) wet van Reynolds, geformuleerd in 1883, uit van de inwendige wrijvingskrachten (viscositeitskrachten), dus met uitsluiting van zwaartekrachtswerking.
Ergo conclusio, omdat alles voor ons stervelingen aan de zwaartekrachtswerking onderhevig is, mogen we dus de vergelijkingswet van Reynolds vergeten bij onze (oppervlakte) scheepsmodellen. Onderzeeboten zijn wel onderworpen aan deze wet.

groet,

Paul

 

Beste Paul, sorry maar daar kan ik het niet mee eens zijn. Het Reynolds getal zegt iets over de stromingscondities tussen een fluïdum (vloeistof of gas) in de grenslaag met een vast lichaam. De grootste "tegenpolen" zijn hierbij of er sprake is van laminaire of turbulente grenslaagstroming. En dat gegeven is weer van belang voor de weerstand tussen het fluïdum en het vaste lichaam. Bij schepen is dit dus een factor die de (horizontale) vaarweerstand van een schip beïnvloedt. Die heeft niets met de zwaartekracht te maken, maar wel met "varen".

Overigens heeft druk (en dus ook een zekere mate van vacuüm) maar geringe invloed op de viscositeit van vloeibaar water.

Groet,

Ad

 

Hoi allen,
Ben even(afgezien van de korte intermezzo's) afwezig geweest, ga het(mijn observaties) en mijn idee komende dagen posten.
M.vr.grt., Max