Aerodynamik/Rolltest

Nein, wo auch immer Cv herrührt, es ist nicht zwingend CrV
Ok, dann verstehe ich die Rechnung nicht mehr. Ich war bislang bei:
natürlich hast Du Recht, F_roll=Cr*m*g+Cv*v
wobei ich nicht sicher bin, dass gleichzeitig gilt:
Die geschwindigkeitsabhängige Komponente ist doch nicht gewichtsabhängig.
Aber wie gesagt: Ich auch nur Halblaie, ohne dass ich mich mit der Theorie dahinter genauer auseinandergesetzt hätte.
 
Der Erlkönig-Reifen ist meines Wissens noch nicht auf einem Prüfstand untersucht worden, ob er geschwindigkeitsabhängig ist.
Das ist richtig. Aber es sind noch andere Fahrwiderstände vorhanden, welche bisher bei der Rechnung nicht mit berücksichtigt wurden, den geschwindigkeitsabhängigen Luftwiderstand (Ventillationsverlußte) der Speichen, den eventuellen geschwindigkeitsabhängigen Luftwiderstand vom VM. Man weiß auch nicht genau, ob der geschwindigkeitsabhängige Rollwiderstand auf der Straße tatsächlich genau proportional mit der Geschwindigkeit ansteigt. Gegen eine Rolle gab es da verschiedene Krümmungen.

Man muss erst dieses herausfinden, vorher kann man doch nicht genau sagen, was für die Unterschiede im Kurvenverlauf ursächlich ist, das wäre nur Spekulation.

Gruß Leonardi
 
Zuletzt bearbeitet:
Immer wenn der Cv niedrig ist, ist vorallem der CwA-Wert hoch und umgekehrt.
Ich habe bisher nicht mit dem Solver Anpassungen gemacht, sondern mit Igor oder Origin. Kann man in Excel die Kovarianzmatrix anschauen und dabei sehen, ob es eine systematische Korrelation zw. Cv u. Cw (bzw. CwA) gibt? Kenne mich aber nicht so genau mit der Statistik aus, um genaue Schlussfolgerungen vorherzusagen...
 
Interessant, offenes Stauloch hat viel größere aerodynamische Verlußte. Haube oder nicht, spielt keine Rolle. Natürlich nur beim Evo K:

2017_04_21 .jpg

noch mal eine Vergrößerung, da sieht man das es 8 einzelne Kurven sind:
2017_04_21 vergrößert.jpg

@labella-baron ich habe nur die CwA; Cr und Cv Werte genommen, welche Du hier angegeben hast. Anlage Excel, die m=98 kg muss man vielleicht geringfügig ändern, finde gerade genaue von Dir angegebene Masse nicht.

Gruß Leonardi
 

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Interessant, offenes Stauloch hat viel größere aerodynamische Verlußte. Haube oder nicht, spielt keine Rolle. Natürlich nur beim Evo K:
Vorsicht: Die Verluste bei offenem Stauloch mit Haube habe ich nie gemessen, sondern geschlossenes Stauloch mit Haube - habe ich das irgendwo falsch angegeben? Habe kein Evo-K, sondern ein Evo-Ks = Evo-S.

@labella-baron ich habe nur die CwA; Cr und Cv Werte genommen, welche Du hier angegeben hast. Anlage Excel, die m=98 kg muss man vielleicht geringfügig ändern, finde gerade genaue von Dir angegebene Masse nicht.
Das Gesamtgewicht mit Haube war 96,0kg; ohne Haube 95,1kg. Als Ersatzdrehmasse der Räder habe ich die Werte von dir genommen. Meine dürften zwar etwas geringer sein, das ändert aber den Kurvenverlauf wenig. Im Gegensatz zu einem Grad Temperaturdifferenz!
 
offenem Stauloch mit Haube habe ich nie gemessen
Entschuldigung, bei den 3 blauen Kurven muss stehen: "offenes Stauloch ohne Haube"
Geschlossenes Stauloch (mit und ohne Haube) ist aber deutlich besser.

Die Aussage über das Stauloch bleibt, also dass das Evo-Ks mehr Verlußte hat, wenn es offen ist.

Gruß Leonardi
 
Geschlossenes Stauloch (mit und ohne Haube) ist aber deutlich besser.
Die Aussage über das Stauloch bleibt
Da muss noch mehr durcheinander geraten sein:
Deine Kurven 4 und 5 sind lediglich zwei Auswertungen ein und derselben Messung und zwar auch nicht von "geschlossenes Stauloch ohne Haube, sondern von der letzten Messung der Serie "geschlossenes Stauloch mit Haube" - deshalb sind die Kurven 1-5 sehr ähnlich.
Ein Diagramm der Serie "geschlossenes Stauloch ohne Haube" habe ich nämlich m.E. noch gar nicht gezeigt.

Die kommen jetzt:
Evo-S 16-11 s CwA0.0522_Cr0.00308_Cv0.1191.png Evo-S 16-54 s CwA0.0543_Cr0.00375_Cv0.0446.png Evo-S 17-22 s CwA0.0553_Cr0.00361_Cv0.0227.png

Die Diagramme mit verschlossenem Stauloch und mit Haube will ich auch noch genauer nachliefern - aber heute nicht mehr.
 

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    Evo-S 17-22 s CwA0.0553_Cr0.00361_Cv0.0227.png
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Die Diagramme mit verschlossenem Stauloch und mit Haube will ich auch noch genauer nachliefern
Hier sind sie:
Evo-S 16-33 s CwA0.0382_Cr0.00329_Cv0.0779.png Evo-S 17-42 s CwA0.0363_Cr0.00345_Cv0.0769.png Evo-S 18-01 s CwA0.0428_Cr0.00343_Cv0.0295.png

Zur Übersicht noch die Reihenfolge der Rollversuche:
Code:
Uhrzeit   Cr     CwA     Cv    Modus
15:28   0,00371 0,0545 0,0726 offenes Stauloch ohne Haube
16:11   0,00308 0,0522 0,1191 geschlossenes Stauloch ohne Haube
16:33   0,00329 0,0382 0,0779 geschlossenes Stauloch mit Haube
16:54   0,00375 0,0543 0,0446 geschlossenes Stauloch ohne Haube
17:42   0,00345 0,0363 0,0769 geschlossenes Stauloch mit Haube
18:01   0,00343 0,0428 0,0295 geschlossenes Stauloch mit Haube
18:22   0,00374 0,0572 0,0712 offenes Stauloch ohne Haube
18:37   0,00377 0,0566 0,0788 offenes Stauloch ohne Haube
Edit: Hoffe alle Werte richtig übertragen zu haben.
 
Zuletzt bearbeitet:
Edit: Hoffe alle Werte richtig übertragen zu haben.
Natürlich nicht :mad: Diese Zeile feht:
Code:
17:22   0,00361 0,0533 0,0227 geschlossenes Stauloch ohne Haube
Die Tabelle jetzt auch noch nach Modus sortiert:
Code:
Uhrzeit   Cr     CwA     Cv    Modus
15:28   0,00371 0,0545 0,0726 offenes Stauloch ohne Haube
18:22   0,00374 0,0572 0,0712 offenes Stauloch ohne Haube
18:37   0,00377 0,0566 0,0788 offenes Stauloch ohne Haube

16:11   0,00308 0,0522 0,1191 geschlossenes Stauloch ohne Haube
16:54   0,00375 0,0543 0,0446 geschlossenes Stauloch ohne Haube
17:22   0,00361 0,0533 0,0227 geschlossenes Stauloch ohne Haube

16:33   0,00329 0,0382 0,0779 geschlossenes Stauloch mit Haube
17:42   0,00345 0,0363 0,0769 geschlossenes Stauloch mit Haube
18:01   0,00343 0,0428 0,0295 geschlossenes Stauloch mit Haube
 
Code:
Uhrzeit Cr CwA Cv Modus
15:28 0,00371 0,0545 0,0726 offenes Stauloch ohne Haube
18:22 0,00374 0,0572 0,0712 offenes Stauloch ohne Haube
18:37 0,00377 0,0566 0,0788 offenes Stauloch ohne Haube

16:11 0,00308 0,0522 0,1191 geschlossenes Stauloch ohne Haube
16:54 0,00375 0,0543 0,0446 geschlossenes Stauloch ohne Haube
17:22 0,00361 0,0533 0,0227 geschlossenes Stauloch ohne Haube

16:33 0,00329 0,0382 0,0779 geschlossenes Stauloch mit Haube
17:42 0,00345 0,0363 0,0769 geschlossenes Stauloch mit Haube
18:01 0,00343 0,0428 0,0295 geschlossenes Stauloch mit Haube
Mir fällt auf, dass die Cr Werte ohne Haube recht konsistent sind. Das ist vertrauenserweckend. Den Versuch um 16:11 Uhr werte ich als Ausreißer. Da die Versuche mit Haube aber bzgl. Cr auch konsistent anders sind, hat die Haube also ziemlich sicher einen geschwindigkeitsunabhängigen positiven Einfluss auf den Fahrwiderstand. Interessant!

Ich wollte bereits vorschlagen, die Cr-Werte über alle Versuche zu fitten und die anderen dann pro Gruppe. Nachdem ich diese Daten jetzt sehe, muss man wohl jeden einzelnen Datensatz gegen die anderen prüfen und dann einzeln betrachten und ggf. aussondern. Danach ist dann ein Fitting in Gruppen (bzw. eine Aufteilung in Trainings- und Testmenge) sinnvoll. Außerdem scheint es zu viele konstante, lineare und nichtlineare Quellen für den Fahrwiderstand zu geben. Eine Trennung der Werte ist auf diese vermutlich leider nicht möglich. Könnte man eine Korrelation zu den reinen Rollwiderstandsmessungen von Leonardi herstellen? Das könnte bei der Trennung helfen.

Viele Grüße und vielen Dank an labella-baron und Leonardi für Euren unermüdlichen Einsatz,

Alex
 
Ich hoffe, das ich alles richtig übernommen habe:

2017_04_22 Ausroll Evo Ks.png

Könnte man eine Korrelation zu den reinen Rollwiderstandsmessungen von Leonardi herstellen?
Warten wir besser noch etwas. Ich bekomme bald einen dreirädrigen Wagen, dann kann ich die Rollwiderstände Auflast (1Kg und 50 Kg) direkt gegen Straßenbelag messen.

Gruß Leonardi
 

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Könnte man eine Korrelation zu den reinen Rollwiderstandsmessungen von Leonardi herstellen? Das könnte bei der Trennung helfen.
Ja, die lineare Komponente Cv macht mir am meisten Kummer, da sie so herum-flippt beim fitten.
Das ist aber auch nachvollziehbar, da auf sie nur ein kleiner Teil der Energie entfällt:
Habe bezüglich Cv die Gesamtenergie betrachtet; im Beispiel frisst sie von der gesamten Lageenergie von knapp 7Wh (bei meinem Systemgewicht) lediglich ca. 0,5Wh auf.
Fünf der neun Cv-Werte von oben liegen zwischen 0,0712 und 0,0788. Angenommen, man könnte sich bei meiner Konstellation auf einen Wert von 0,075 "einigen", dann sähen die Werte für "geschlossenes Stauloch mit Haube" folgendermaßen aus:
Code:
Uhrzeit   Cr     CwA     Cv    Modus
16:33   0,00330 0,0384 0,0750 geschlossenes Stauloch mit Haube
17:42   0,00346 0,0365 0,0750 geschlossenes Stauloch mit Haube
18:01   0,00319 0,0396 0,0750 geschlossenes Stauloch mit Haube
Das wären dann für Cr=0,00332 und für CwA=0,0380 jeweils +-4,2%.
 
Zuletzt bearbeitet:
Ich hoffe, das ich alles richtig übernommen habe:
Warum hast du die Rotationsmasse der Räder bei der Rollreibung addiert?
Na gut, macht bei 75km/h geschätzt 2 Watt Unterschied aus und da es ja auf den Kurvenverlauf im Auge des Betrachters ankommt ... ;)

Damit keine zu große Euphorie bezüglich der niedrigen Wattwerte aufkommt:
Wenn man selbst tritt sind diese um 9%? höher wegen der Verluste im Antriebsstrang.
 
Ich will noch gewissermaßen ein Resümee ziehen.
Damals schrieb ich
Welche der drei Interpretationen ist richtig?
Um diese Frage zu beantworten, muss man sehr viel genauer messen - z.B. mit aufgezeichneten Radumdrehungen statt GPS-Werte.
Damals waren nur sekündliche GPS-Werte zur Verfügung:
Strada DF Cv=0,10.PNG
Auf den ersten 50 Metern ab der niedrigsten Stelle gab es nicht mal drei Messwerte.

Jetzt haben wir auf genau dieser Strecke fast 35 Werte, ca. alle anderthalb Meter einen:
Evo-S 18-37 s Zitterlinie.png

Dennoch lässt sich damit ein linear von der Geschwindigkeit abhängiger Fahrwiderstand Cv nicht hinreichend genau bestimmen.
Dieser ist jedoch wichtig, denn je höher dieser ist, desto weniger entfällt auf die beiden Koeffizienten Cr und CwA.

Liegt es an der "Zitterlinie" der gemessenen Geschwindigkeiten auf Grund der Fahrbahnunebenheiten?
Liegt es an unzureichenden numerischen Auswertemethoden?
Lässt sich diese Größe mit dieser "Versuchsanordnung" nicht bestimmen, weil sie im Rauschen untergeht?
Ist die Frage prinzipiell falsch gestellt?

Auf welche Weise, mit welcher Versuchsanordnung könnte man zuverlässigere Werte für Cv gewinnen?
Eine Messung auf einem Rollenprüfstand liefert ja bestenfalls die geschwindigkeitsabhängige Rollwiderstandskraft und nicht die linear abhängige Gesamtkraft.
 
Dennoch lässt sich damit ein linear von der Geschwindigkeit abhängiger Fahrwiderstand Cv nicht hinreichend genau bestimmen.
Dieser ist jedoch wichtig, denn je höher dieser ist, desto weniger entfällt auf die beiden Koeffizienten Cr und CwA.

Liegt es an der "Zitterlinie" der gemessenen Geschwindigkeiten auf Grund der Fahrbahnunebenheiten?
Liegt es an unzureichenden numerischen Auswertemethoden?
Lässt sich diese Größe mit dieser "Versuchsanordnung" nicht bestimmen, weil sie im Rauschen untergeht?
Ist die Frage prinzipiell falsch gestellt?

Auf welche Weise, mit welcher Versuchsanordnung könnte man zuverlässigere Werte für Cv gewinnen?
Eine Messung auf einem Rollenprüfstand liefert ja bestenfalls die geschwindigkeitsabhängige Rollwiderstandskraft und nicht die linear abhängige Gesamtkraft.

Das der Rollwiderstand zu dem festen Anteil genau linear mit der Geschwindigkeit ansteigt, ist nur eine Vermutung. Kreuzotter hat diesen Ansatz nur deshalb gewählt, weil er es auch nicht besser wusste.
Ich glaube nicht, das es genau linear mit der Geschwindigkeit steigt, der Zusammenhang wäre zu einfach. Vermutlich steigt dieser nicht linear an und je nach Reifen unterschiedlich stark, hier gegen Rolle: http://www.velomobil.ch/ch/sites/de...ges/reifenpruefstand/diagramm_cr_v_150309.jpg

Da man aber immer den Luft- und Rollwiderstand gleichzeitig misst und auch der Luftwiderstandskoeffizient CwA geschwindigkeitsabhängig ist (auch immer ganz unterschiedlich) kann man unmöglich mit den Ergebnissen aus einer Messung sagen, wie groß genau der Rollwiderstand ist, denn auch der Luftwiderstand trägt dazu bei und ist ebendso nicht genau von der Geschwindigkeitsabhängigkeit bekannt.

Auch wenn keine Zitterlinie, bessere numerische Auswertung etc. kann unmöglich eine Verbesserung bringen.

**********
Das gleiche Problem: Ich habe in einer Tüte schwarze Kugeln a 1Kg und rote Kugeln a 0,5 Kg. Insgesamt wiege ich die Tüte mit 13,0 Kg. Frage: wieviel schwarze und rote Kugeln sind drin.
Diese Frage kann man unmöglich beantworten, egal ob man das Rauschen von der Waage weg bekommt, numerisch auf 100 Stellen nach dem Komma rechnet usw.

**********
Es würde war bringen, wenn wir im Vakuum ausrollen. Geht aber nicht, haben wird nicht.

Die andere Möglichkeit, wäre, das man mit ganz unterschiedlichen Auflasten ausrollt. Man kann jeweils die Leistungen in Abhängkeit der Geschwindigkeit ermitteln (wie gerade gemacht) und die Leistungsdifferenzkurve(v) durch die Geschwindigkeiten dividieren. Dann hat man die Rollwiderstandskraft (v) Kurve.

Der Rollwiderstand nimmt sehr sehr genau proportional mit der Auflast zu, das konnte ich gegen die Rolle messen. Ich habe doch 1Kg, 5Kg und 10 Kg Gramm genaue Gewichte, welche ich aufgelegt habe, immer für 5, 10, 20, 30, 40, 50 km/h usw.

Später sah ich, das die Oldenburger Physiker ca. 1990 auch mit dieser Annahme die Rollwiderstände mit dem dreirädrigen Rollwagen in der Ebene gemessen hatten. Das ist der sinnvollste Weg den Rollwiderstand zu ermitteln. Sobald man diesen hat, ist es leicht den aerodynamischen Widerstand (v) auszurechnen.

Deshalb muss man mit einem sep. Wagen messen wo man <=2Kg und 10,20,30,40,50 Kg Auflast nur auf das Messrad auflegen kann.

Gruß Leonardi
 
Ich glaube nicht, das es genau linear mit der Geschwindigkeit steigt, der Zusammenhang wäre zu einfach. Vermutlich steigt dieser nicht linear an und je nach Reifen unterschiedlich stark
Das mag ja durchaus sein.
a+b*v+c*v^2 ist ja eine (oft gewählte) Näherung.

Man kann diese dann natürlich auch für jede einzelne Fahrwiderstandsursache ansetzen, also
a1+b1*v+c1*v^2
a2+b2*v+c2*v^2
a3+b3*v+c3*v^2
usw. usf.
Am Ende addieren sich alle a1,a2,a3 zu obigem a, alle b1,b2 usw. zu b und ebenso mit c.
Nun können wir zwar die Summe aller a und die Summe aller c relativ gut bestimmen, aber bei der Summe aller b versagt die Methode, obwohl wir ziemlich sicher wissen, dass b>0 ist.
Deshalb muss man mit einem sep. Wagen messen wo man <=2Kg und 10,20,30,40,50 Kg Auflast nur auf das Messrad auflegen kann.
Ja, sicher sehr nützlich - aber wie erhältst du damit Ergebnisse für höhere und hohe Geschwindigkeiten?
Oder denkst du, dass man diese dann daraus irgendwie ableiten kann :confused:

Edit:
**********
Das gleiche Problem: Ich habe in einer Tüte schwarze Kugeln a 1Kg und rote Kugeln a 0,5 Kg. Insgesamt wiege ich die Tüte mit 13,0 Kg. Frage: wieviel schwarze und rote Kugeln sind drin.
Diese Frage kann man unmöglich beantworten
Es gibt eine ganz ähnliche Aufgabe: Von neun Kugeln ist eine etwas leichter.
Wieviel Messungen mit einer Balkenwaage sind notwendig um diese zu identifizieren.

In diesem Sinn habe ich bei jedem Ausrollen 1500 Messungen gemacht - mal neun macht 13500 :sleep:
 
Zuletzt bearbeitet:
Ein paar Überlegungen (bzw. teilweise nur Fragen, die ich mir stelle):

Ich denke, das Problem aufzuteilen (divide et impera) ist die einzige Chance, die es hier gibt. Insofern ist der Ansatz schon einmal richtig. Das Rauschen ist beim Optimieren kein Problem, sofern es sich heraus mittelt (was es offensichtlich aber nicht tut(n)). Wird das verrauschte Signal noch transformiert? Z.B. durch Berechnung der Beschleunigung? Was passiert dann mit dem Rauschen? Und was ist eigentlich mit dem konstanten Anteil? Der kommt doch mit ziemlicher Sicherheit nur von den Rollwiderständen, oder? Dann sollte man dafür sorgen, dass der sich (nahezu) nicht ändert, ihn dann *über alle* Versuche bestimmen und danach fixieren. Für die weitere Trennung von linear und quadratisch muss der Einfluss des Rauschens in beiden Terme auf den Fehler berücksichtigt werden. Der lineare Term wird offensichtlich wesentlich stärker beeinflusst. Das könnte sich durch gezielte Wahl der Geschwindigkeitsbereiche lösen lassen, oder indem man zunächst den quadratischen Term (bei geeigneter Wahl der Geschwindigkeiten) möglichst genau bestimmt und dann erneut fixiert. Außerdem sollte die Parameterbestimmung im Falle von Rauschen über mehrere Versuche erfolgen und nicht jeweils pro Versuch.
 
Ja, sicher sehr nützlich - aber wie erhältst du damit Ergebnisse für höhere und hohe Geschwindigkeiten?
Oder denkst du, dass man diese dann daraus irgendwie ableiten kann :confused:
Ich hatte das doch schon mal gemacht, nur das ich nicht 2 und 50kg auf einem Laufrad drauf hatte, sondern 127 + 35Kg auf allen drei Rädern, da sieht man doch auch die Geschwindigkeitsanhängigkeit von Crr und ich konnte auch den Roll- und Luftwiderstand trennen, eben nur nicht so genau wie ich es möchte:

https://www.velomobilforum.de/forum...t-und-rollwiderstand.39472/page-5#post-741264

Durch die Zuladung hat sich evtl. auch die Aerodynamik etwas verändert hatte, wegen den Federbeinen ging das Quest wohl 1-2 cm tiefer, vielleicht auch vorn mehr als hinten, keine Ahnung. Mit einem fernsteuerbaren Ausrollwagen ungefedert auf guter Straße kann man viel genauer messen.

Gruß Leonardi
 
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