Aerodynamik/Rolltest

Man könnte dann auf die Idee kommen, dem Quest eine "spitzere" Nase aufzusetzen, damit es IV nahe kommt, aber dann ist es ja immer noch zu lang.. (n)
 
Hi
Ich halte die meisten Annahmen die man so hört und liest für verkehrt oder eben habe weniger Aussagenkraft bei Vms

Das neue ist 3cm oder so länger als ein df oder so lang wie ein evo s.
Effektiv ist es aber tatsächlich kürzer. Ich versuche viele neue Aspekte und ein effekt den ich noch nie wo gehört habe.
Wir sind nunmal Bodennah mit all seinen Effekten und eben nur 40-70kmh interessiert mich. Bei 80-90kmh kann es darf sogar rückläufig der Cw wert sein.
Ich behaupte das Cw wert stark geschwingikeitsabhä gig ist. Ein Flügelprofil nicht das richtige ist.
Deswegen ist das neue das Spannenste was ich bisher gebaut habe.
Ich behaupte ebenfalls ( das Xlr ist deutlich aerodynamisch schneller als Sl etwa 5%) das wir oder ich niemals die ideale Form gefunden habe.
Jetzt probiere ich so weit es nur geht mit seinen Störfaktoren wie offene Radhäuser und Kopf so weit zu kommen wie es nur geht
 
Ich hab mich schon öfter gefragt wozu ein Delfin seine Fettpolster unter der Haut verschieben kann, um seine Form zu verändern.o_O

Wenn der Cw Wert Geschwindigkeits abhängig ist, macht diese Fähigkeit vom Delfin ja Sinn. Dann kann er seine Stromlinienform seiner Geschwindigkeit anpassen. (y)

Meine Fettpolster sind zwar auch flexibel, haben im VM aber leider nur Einfluß auf den Rollwiderstand.:(
 
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DanielDüsentrieb schrieb:
Ich kann nicht glauben das 1 zu 2,5 das beste Verhältnis ist.
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Ich auch nicht, aber das die damaligen Wissenschaftler in jahrelangen Untersuchungen wohl keine so großen Fehler gemacht haben konnten, spricht dafür.

Körper 1 zu 2.5.jpg

Für 5m über den Boden muss es wohl tatsächlich so am Besten sein, Stromlinienkörpers IV auf etwa 1:2,3 gezerrt:

Körper IV mit 1 zu 2.3.jpg

Dafür spricht auch, das die Gondeln von Luftschiffen so aussahen:

Gondel.jpg

Quelle <Klick>

***
Moment, so wird einem das verständlich: beide Strömungskörper sind vom Typ IV, der blaue mit dem d/L= 1:2,3 hat den niedrigsten Cw Wert bei gleicher Stirnfläche. Der Violette (hatte nicht genug Platz den länger zu ziehen) hat einen schlechteren Cw Wert wegen der höheren Oberlächenreibung.

1 zu 2.3 am Besten.jpg

@DanielDüsentrieb was hälst Du davon, Du baust 6 kleine VM aus Styropor, breite ca. 15 cm. Ich bringe diese mit Bleigewichten unter Wasser in Schwebe, baue ein Brett in 0,5m tiefe unter Wasser und ziehe die Modelle mit verschiedenen Geschwindigkeiten (incl. Kraftmessung) über das Brett.

Da sich die kinematische Zähigkeit der Luft und von Wasser um ca. Faktor 15 bei ca. 20 Grad Celsius (Wassertemp. muss genau gemessen werden bei Versuch) unterscheiden, könnte ein Quest zB. mit 15cm Breite als Modell bei 20 Km/h unter Wasser gemessen werden. Er würde die gleiche Cw(v) Kurve ergeben wie zB. in Original bei 0,765 m bei 70 km/h.

Gruß Leonardi
 
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Also dein 2,5er kippt meiner Meinung mach zum schlechten schon bei etwa 30-50km.
Hast Du das zusätzliche eingezeichnet?
14kmh 28kmh.
Die Schnellen vms sollen bis min 70kmh hocheffizient sein. Oder sehr gut bis 60kmh. Die langen 1zu5 sind bei 100kmh sicher deutlich überlegen.
Was ich sagen will du musst bei einem cw wert/form eine Geschwindigkeitsangabe mit geben wo es am besten ist. Es muss für jede Form eine Optimalen Geschwindigkeitsbereixh geben.
Von testen in Wasser halte ich nicht so viel. Will mich mit solchen Ergebnissen nicht berwirren lassen
 
DanielDüsentrieb schrieb:
Hast Du das zusätzlich eingezeichnet? 14kmh 28kmh.
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Ja die 14 km/h und 28 km/h habe ich eingezeichnet.

DanielDüsentrieb schrieb:
Also dein 2,5er kippt meiner Meinung mach zum schlechten schon bei etwa 30-50km.
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Könnte sein, wenn ich darüber nachdenke. Denn für > 30 km/h habe ich keine solche vergleichende Darstellung verschiedener Schlankheitsgrade gefunden. Da habe ich nur die schon bekannte Darstellung mit nur einem L/d=5 Kurve, da bleibt der Cw Wert ab 30 km/h fast konstant. Wenn links die Cw-Wert Achse nicht logarithmisch->sondern linear aufgetragen wäre, würde man es besser sehen das ab 30 km/h der Cw-Wert fast konstant bleibt:

A011.jpg


Die Darstellung habe ich noch, für d=0,75m Rotationsellipsiod, geht aber auch nur bis 43 km/h und keine verschiedenen Schlankheitsgrade:

A010.jpg


Die 28 km/h, welche ich in Beitrag #1248 eingezeichnet habe, gelten ja auch nur für ein formähnliches Objekt in der Breite eines Quest 0,75m.

Wenn man die Geschwindigkeit für einen solchen Körper mit einem Duchmesser von 7,5m aus der Re Zahl ausrechnet, kommt man nur auf 3 km/h an der Stelle wo ich 24 km/h hingeschrieben habe.
Bei einem Luftschiff mit z.B. 24m Duchmesser (wie das englische Luftschiff R34) kommt man auf nur v=0,75/24*28 km/h = 0,9 km/h an der Stelle wo ich 24 km/h hingeschrieben habe.

Von dem Bereich von 0,9 km/h bis 30 km/h finde ich keine Vergleiche, welcher Schlankheitsgrad der Effizienteste wäre. Man nimmt wohl an, das dort der Cw-Wert da annähernd konstant ist.
Das geht z.B. hier daraus hervor: Von 30-95 km/h (100 km/h war etwa die max. Geschwindigkeit der Luftschiffe) gibt es noch "Ausroll"versuche wo der Cw-Wert untersucht wurde mit dem Ergebnis, das er dort konstant ist. Ich habe mit aus der rechten Graphik aus dem Jahr 1932 die 1/v Geschwindigkeiten mit den zugehörigen Zeiten rausdigitalisieren lassen und links in Excel als bekannte v(t) Kurve dargestellt:

A012.jpg

DanielDüsentrieb schrieb:
Die langen 1 zu 5 sind bei 100kmh sicher deutlich überlegen.
Was ich sagen will du musst bei einem cw wert/form eine Geschwindigkeitsangabe mit geben wo es am besten ist. Es muss für jede Form eine optimalen Geschwindigkeitsbereich geben.
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Könnte schon sein, was mir etwas zu denken gibt, warum hat man bei Luftschiffen die auch 100 km/h gefahren sind, die Gondel dann nicht auch in 1:5 ausgeführt, sondern in 1:2,5 ? Was haben die sich dabei gedacht, haben in dem Fall die Ingenieure den Designern falsche Dinge eingeredet ?

Letztendlich ist es doch so, das die Synthese eines Stromlinienkörpers, VM ja immer noch der Designer macht und der Computer rechnet es nur - und er kann es auch nur rechnen, wenn z.B. einfache Körper sind und z.B. keine Räder rausstehen wie bei Wim Schermer. Der Computer hat ja nicht dem Designer gesagt, das z.B. die schnellen Streamliner hochkant wie eine Flunder stehen sollen um wenig Bodeneffekte zu haben. Das wird ja nur dem Computer vorgegeben, der schon lange genug damit zu rechnen hat, die Cw(v) auszurechnen. Oft wird auch nur designet und nicht Computer simuliert. Interview mit Designer von Varna ab 0:45 min, der Bulgare kann ja russisch und Todd Reichert setzt sich gegen Ende bei 15:30 min auch mit hin und grüßt. Und die Designer sagen nicht viel was sie sich dabei Denken, man sieht sie vielleicht mal wie sie das Objekt von der Seite anschauen und wie sie mit der Hand darüber wischen, als wäre es ein imaginärer Luftstrom.

Doch liegen sie richtig ? Gibt ja auch welche die sich verdesignet haben, die also falsche Vorstellungen hatten. Luftschiffgondel da merkt es ja keiner, aber vom NeigungsVM hört man z.B. nichts mehr. Nun ja, es bleibt spannend.

Ganz furchtbar finde ich, das man bei den schnellen Streamlinern immer noch keine Abgabe der getretenen Leistungswerte als Pflicht macht. Es machen sich so viele Leute Mühe und nichts kommt dabei raus. Wer kann denn sagen, welche Stromlinienform z.B. bei 50-100 und von 100-144 km/h die Beste ist, mit Sicherheit kann man nur sagen, das der Todd mehr Watt als alle anderen getreten hat.

Ich bleibe besser dabei, mich damit zu beschäftigen die Cw(v) Kurve zu messen.
Literaturrecherche, macht man eigentlich vorher:


Millionen Euro teure Aufwendungen:
DSCN7368.jpg DSCN7400.jpg DSCN7425.jpg

DSCN7463.jpg

Aber nichts Neues, wir sind schon weiter, besser.

Gruß Leonardi
 
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Ich habe die Auswertung welche ich <vor 1,5 Jahren> eingestellt habe, um eine Spalte erweitert. Und zwar habe ich ja damals aus der P(v) 162kg und P(v)127kg die P(v) Luftwiderstand ausgerechnet. Jetzt habe ich für den Luftwiderstand P(v)_Luft = F * v = rho/2*Cw*A*v^2 * v nach Cw umgestellt => also Cw= (2*P_Luft)/(rho*A*v³)
Dann habe ich die Stirnfläche für den Quest mit 0,433 m² und rho=1,2 kg/m³ eingesetzt und von 0-50 km/h die Cw(v) ausgerechnet:

Cw_v.jpg

Der Cw-Wert hat ein Minimum bei 19 km/h und steigt danach leicht wieder an. Das kann auch der Ungenauigkeit der Messung geschuldet sein. Das der Cw-Wert zu Beginn aber extrem stark abnimmt, das ist schon eindeutig zu sehen.

<Hier> im Thread, ein paar Beiträge weiter vorn war so eine ähnliche Kurve zu sehen, von einem stromlinienförmiger Körper, ich stelle das Bild noch mal ein, da war auch ein Minimum bei ca. 19 km/h und danach wieder leicht ansteigender Cw-Wert:

003.jpg

Macht mich Neugierig, wie der Cw(v) Kurve für VM tatsächlich aussieht. Die Simulation sah ja geringfügig anders aus.

Anliegend das alte Excel nur um eine Spalte erweitert.


Gruß Leonardi
 

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  • 2013_08_08 Ausroll ohne und mit 35Kg - mit Trennung Rollwiderstand.zip
    1,2 MB · Aufrufe: 102
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Leonardi schrieb:
ein paar Beiträge weiter vorn war so eine ähnliche Kurve zu sehen, von einem stromlinienförmiger Körper
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Hi Leonardi,
die Form der Kurve sieht ähnlich aus, allerdings schwanken in Deiner Berechnung die Werte um mehrere eine Größenordnungen stärker:
1 km/h -> 200
20 km-h -> 0,022
40 km/h -> 0,23

Beim Stromlinienkörper (0,1->0,3->0,35)

Im Deinen Fall sinkt der cw-Wert angeblich auf 0,0001 des Ausgangswerts und steigt dann auf das dreifache wieder an.
Das scheint mir nicht nicht realistisch zu sein. Besonders der starke Abfall am Anfang deutet auf eine Komponente hin, die bei den niedrigen Geschwindigkeiten dominant ist und die nicht hinreichend berücksichtigt wurde (ist der Rollwiderstand richtig berücksichtigt?).

@Leonardi, hast Du eine Idee, woran das liegen könnte? Ich steige auf die Schnelle nicht durch Dein Excel Sheet durch.
Jedenfalls ein interessantes Ergebnis, wenn es sich mal nicht um einen Fehler in der Berechnung handelt...

Viele Grüße,
Alex
 
Leonardi schrieb:
Der Cw-Wert hat ein Minimum bei 19 km/h und steigt danach leicht wieder an. Das kann auch der Ungenauigkeit der Messung geschuldet sein. Das der Cw-Wert zu Beginn aber extrem stark abnimmt, das ist schon eindeutig zu sehen.
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Vor allem könnte ich mir vorstellen, dass bei niedrigen Geschwindigkeiten dein Fehleranteil bei der Ermittlung des Cw sehr starkt ansteigt und der Kurvenverlauf unterhalb von 20km/h absolut willkürlich wird. Dass der Wert bei 20km/h nahe bei 0 liegt und sich dann Richtung 50km/h verzehnfacht, kann ich auch nicht so recht glauben. Ich denke, da ist bei deinen Berechnungen noch irgendwo ein Hund begraben. Hast du eine Fehlerabschätzung für deine Messwerte und Rechnungen gemacht?
 
gyps schrieb:
hast Du eine Idee, woran das liegen könnte? Ich steige auf die Schnelle nicht durch Dein Excel Sheet durch.
Zum Vergrößern anklicken....

Die Ausroll mit und ohne zusätzliche 35 Kg Sand habe ich 2013 gemacht, immer abwechselnd eine mit Sand und danach wieder ohne Sand. Den Sand hatte ich sehr genau gewogen, aber nicht gleich auf alle Räder verteilt, ein Reifen hatte auch anderen Schlauch. Der größte Fehler kommt meiner Ansicht nach dadurch zustande, das die Aerodynamik bei der Zuladung verändert wurde. Das Quest ging vorn z.B. geschätzt 3 cm runter. Desweiter sieht man an den jeweils drei P(v) Kurven das die Abweichung von der Mittelwertkurve bei 50 km/h doch etwa +-15-25 Watt betrug. Das lag meiner Ansicht nach an leichten Wind bei damaliger Ausrollmessung. Kann auch sein, das mal Sonne war und dann wieder die Straße durch Wolke abgekühlt war. Der "Start" bedingt durch schnelles Fahren von 50 km/h und drücken auf die Polaruhr kann auch vielleicht jeweils +-8m daneben gelegen haben.

Auch wäre es besser anstatt mit 127 und 163 kg, lieber mit 3 Kg , 10, 20, 30. 50 usw. bis z.B. 120 Kg auszurollen. Man sieht dann auch die Linearität bzw. die Vertraulichkeit der Annahme F_roll=Cr*F_last . Genau deshalb möchte ich ja einen ferngesteuerten Ausrollwagen bauen, der relative Fehler sinkt. Wie bei einem Multimeter wo man einen schlechten Messbereich wählt.

Ich denke ohne Wind, Dein genauer Tacho welcher jede Radumdrehung erfasst anstatt der Polartacho, Ausrollwagen mit Last auf nur einen Rad usw. bringt die notwendige Genauigkeit für die Cw(v) Kurve. Man könnte auch statt drei Ausroll jeweils 10 Ausroll machen und den Mittelwert nehmen.

Zum Excel Sheet:
Die sekündlichen Geschwindigkeitsmessungen stehen im Tabellenblatt "Daten". Die P(v) Kurven wurden wie in
https://www.velomobilforum.de/forum...smessungen-quest-und-milan.39023/#post-571521
beschrieben ermittelt, mit dem Höhenprofil von der Moorstraße. Die Koeffizienten, also die Werte für a,b und c habe ich dann in die Tabelle reinkopiert. In Spalte AM ist der Mittelwert der Leistungen der drei 162Kg Ausroll berechnet. In Spalte AN die Mittelwerte der drei 127 kg Ausrollmessungen.

In Spalte AO ist die Differenz der Leistung zwischen 162 und 127 kg berechnet.

Dann habe ich in Spalte AP mit Dreisatz gerechnet, wenn 35 Kg Mehrgewicht eine Leistungsdifferenz von zB . 20 Watt ausmacht, dann machen 127 kg eine Leistungsdifferenz von 20 Watt * 127/35 Kg aus.

Und in Spalte AQ habe ich dann von den Leistungen für 127 Kg die mit Dreisatz ermittelte 127&35Kg abgezogen und kam so zur P(v) für Luftwiderstand. Das der Zusammenhang F_roll= Konst.*F_last bzw. über P=F*v über weite Bereiche ziemlich genau gilt, habe ich auf meiner Rollwiderstandsvorrichtung gezeigt.

Also glaube nicht, das bei mir ein Fehler drin ist. Wohl aber Ungenauigkeiten, welche sich aufmultiplizieren, addieren - Gründe hier Anfangs beschrieben.

Erklärung Excel Sheet.jpg

Gruß Leonardi
 
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