Zahlen zum Rolltest Elfershausen 2014

[Leonardi]

Luft-Strömung ist halt nicht linear. Beleidigst Du nicht Bernoulli und Renoulds wenn Du sie linear ansetzt?

habe schon mal früher gesucht, für Reibungsverluste durch Oberflächenströmungen kann ich den exakten Zusammenhang zB. hier nicht finden.
http://de.wikipedia.org/wiki/Bernou...Druckgleichung_reibungsfreier.2C_idealer_Gase
http://de.wikipedia.org/wiki/Strömung_nach_Bernoulli_und_Venturi
http://de.wikipedia.org/wiki/Reynolds-Zahl

Suche also den Zusammenhang F_Oberflächenreibung= f(v) , kannst Du einen Link angeben wo da was genaueres steht oder wie ist der Zusammenhang ?

Gruß Leonardi

 

[ThomasT]

Das hat mit Elfershausen 2014 nichts zu tun. Macht bitte einen eigenen Thread dafür auf.

 

[labella-baron]

Hm. Die Zahlen an sich sind ja ganz nett. Aber wie hat Dein Solver denn jetzt entschieden, daß dieser cv der richtige ist? Wenn mein folgendes, irgendwo schonmal gepostetes Diagramm stimmt, ist es für den Solver schon eine Mordsarbeit aus den praktisch identischen Pv-Diagrammen das richtige rauszusuchen.

Am genauesten wäre es, wir könnten die Strecke s über der Zeit t aufnehmen.
Aus irgendwelchen Gründen liefert der Polar offenbar leider nur die Streckendifferenzen nämlich die Geschwindigkeit über der Zeit t und die nichteinmal mit 0,1-km/h-Auflösung. Daraus errechnen wir dann aus den (fehlerhaften) Geschwindigkeitsdifferenzen die Leistung über der Zeit - die Leistung können wir in dem Fall ja nicht messen. Durch eine weitere Rechnungen stellen wir dann die doppelt fehlerbehaftete Leistung über der einfach fehlerbehafteten Geschwindigkeit dar. Diese dann hübschen Kurven repräsentieren dann die drei Koeffizienten.

Nun zu deiner wirklich sehr lehrreichem und von mir damals schon gelobten Darstellung. Sie stellt dar, dass die Werte nur an drei Stellen die Bedingungen relativ genau erfüllen (weil eine quadratische Funktion enthalten ist): Nämlich bei v=0 logisch P=null! - bei v~35km/h und bei v~65km/h.
Bei den dazwischen liegenden Geschwindigkeiten stimmen die sechs Lösungen eben nicht überein - die Kurven decken sich nicht.
Bei einer anderen Darstellung könnten die Unterschiede augenfälliger sein.

Es kommt also darauf an ein genaues Mess- und ein genaues Auswerteverfahren zu entwickeln das diese sechs Kurven zur Deckung bringt und somit zu einer einzigen Lösung macht.
Die jetzige Methode mit dem Solver ist zwar schon besser aber leider noch nicht selektiv genug.

 

[labella-baron]

Bitte mal beim Einfügen von Fotos / Videos darauf achten, dass vor und nach dem [ATTACH ] ... [/ATTACH ] eine Leerzeile eingefügt wird. Dann sind die Beiträge auch mobil besser lesbar ...

Gut - werde ich hoffentlich dran denken, wenn es auch den Lesefluß am PC hemmt. Wenn ich in den Diagrammen etwas sehen will, muss ich sie ja ohnehin anklicken bzw. am Smartphone antippen - deshalb habe diese ja auch in Miniaturansicht eingefügt.

 

[labella-baron]

Luft-Strömung ist halt nicht linear. Beleidigst Du nicht Bernoulli und Renoulds wenn Du sie linear ansetzt?

Bei laminarer Strömung gilt Stokes: Widerstandskraft proportional v

 

[Leonardi]

Gut - werde ich hoffentlich dran denken, wenn es auch den Lesefluß am PC hemmt.

Reinhard hatte mich damit gemeint, ist inzwischen korrigiert.

Gruß Leonardi

 

[Leonardi]

Aus irgendwelchen Gründen liefert der Polar offenbar leider nur die Streckendifferenzen nämlich die Geschwindigkeit über der Zeit t und die nichteinmal mit 0,1-km/h-Auflösung.

Ob der Polar in einem bestimmten Zeitabschnitt zuerst den Weg und dann die dazugehörige Zeit misst, oder umgekehrt weiß man nicht. Auslesen kann man ja nur den Datensatz: Zeit in Sekunden, Weg und Geschwindigkeit. Die Geschwindigkeit kann der Polar nur aus Zeit und Weg errechnet haben, wobei die Zeit nicht eine volle Sekunde, sondern zB. auch die Zeit für eine Radumdrehung sein könnte, der Weg hochgerechnet auf eine volle Sekunde.

Die von Dir bemängelte fehlerhafte Genauigkeit des Weges (Zeit geht ganz genau zu messen) und damit der Geschwindigkeit, da haben wir noch gar nicht geprüft wie groß er Fehler ist. Die erste Prüfung hatte bis jetzt nur auf 1Km Strecke etwa 1m Fehler bestgestellt (auf Vorrichtung mit Impulszähler) , was sehr wenig = 1/1000 ist. Für evtl. auftretenden Schlupf oder falsch eingegebenen Reifenumfang kann Polar nichts.

Selbst wenn ein genaueres Messverfahren zB. auf 1/10.000 stattfindet, werden natürliche Schwankungen die Messung weit aus mehr stören. Es macht also keinen Sinn die Erfassung immer genauer zu treiben, in der Hoffnung eine eindeutige rechnerische Trennung herbeiführen zu können. Außerdem Überschneiden sich Teile von Roll- und Luftwiderstand zB. die mit v proportional sind, wie Cv und Luftreibung.

Es nützt dabei weder, das man das damals von Dir gelobte Diagramm wer weiß wie überhöht darstellt oder andere Überlegungen anstellt.

Die einzige Möglichkeit sehe ich in einer getrennten Messung von (Luft+Rollwiderstand) minus Messung von (nur Rollwiderstand = mit Haube) = Luftwiderstand.

Ich finde, wir sollten die Trennung erst mal außen vor lassen und schauen, das wir für P-v (Luft+Roll) so genau wie möglich erfassen, berechnen und schauen was da möglich ist, wo die Grenzen liegen.

Gruß Leonardi

 

[Volker D.]

Hallo Leonardi,

mit deinem Polar kann man mit der Rundenzeitfunktion zusätzlich, minimal alle 100 Meter, auf die zehntel Sekunde die Zeit stoppen lassen. Die Streckenlängen sollten dabei etwas genauer sein, weil sie während der Fahrt durch die tatsächlich Impulse des Gebers kommen und nicht nachträglich aus der Geschwindigkeit berechnet wird. Ob ihr mit 100 Meter Zeiten genug anfangen könnt, kann ich nicht beurteilen. Ich vermute dass die Streckenlänge bei deinem Versuch deshalb so gut passt, weil sich bei sehr gleichmäßiger Geschwindigkeit nur geringe Fehler ergeben die sich teilweise auch noch herausmitteln. Oder auch nur Zufall, denn wenn ich bei meine Daten die Rundenstrecken (die aus der Geschwindigkeit berechnet wurden, denn der PC weiß nicht wie die Rundenmarker gesetzt wurden) auf dem PC ansehe, stimmen sie einige auf ein paar Meter, manche weichen aber um 20 Meter pro Kilometer ab.

Gruß Volker

 

[labella-baron]

@labella-baron ich habe kurz den Beitrag von lida zum erhöhten Kurvenwiderstand gelesen, er verweist auch auf Literatur und das dieser Geschwindigkeitsabhängig ist. Ist das mit v^2 zunehmend der Kurvenwiderstand ?

Ich denke nicht, dass das lohnt, da der Radius geschätzt 2km ist und die Geschwindigkeit weniger als die Hälfte.

Weil Du ja nicht mit warst, hier nochmal zwei Aufnahmen aus 2013 wo man bei 350m das Kurvenende erkennen kann

Ich war dafür aber 2013 dabei und kann mir die Gegebenheiten schon sehr gut vorstellen.

 

[Leonardi]

Ich vermute dass die Streckenlänge bei deinem Versuch deshalb so gut passt, weil sich bei sehr gleichmäßiger Geschwindigkeit nur geringe Fehler ergeben

War überhaupt nicht gleichmäßig und Marker hatte ich nicht gesetzt, man sieht ja wenn die Geschwindigkeit >0 ist, dann geht es los, genau so beim Stillstand.
https://www.velomobilforum.de/forum...t-elfershausen-2014.40554/page-11#post-615655

Gruß Leonardi

 

[labella-baron]

Interessant. Muss ich übersehen haben.
Da sieht man den Streckenversatz ja auch deutlich.

Auch, wenn man den Streckenversatz berücksichtigt, bleibt ein Geschwindigkeitsfehler in den Hügeln. Das kann ich mir nur durch Windeinfluß erklären.

Des Rätsels Lösung:

Der Polar geht zu jeder Sekunde davon aus, dass die Geschwindigkeit in dieser Sekunde gleichbleibt.

Im Grunde ermitteln wir ja, und auch der Polar, die Geschwindigkeit innerhalb der Sekunde mit v = Weg in dieser Sekunde / 1 Sekunde.
Wenn aber die Geschwindigkeit innerhalb dieser Sekunde nicht gleich bleibt sondern steigt oder fällt, muss die durchschnittliche Geschwindigkeit in dieser Sekunde immer etwas höher sein als die so ermittelte, sonst könnte der gemessene Weg nicht zurückgelegt werden.

Weiß nicht recht, wie ich das grafisch veranschaulichen soll.

 

[Leonardi]

Weiß nicht recht, wie ich das grafisch veranschaulichen soll.

Muss mich auch erst reindenken wie Du das meinst. Der Polar speichert jede Sekunde die Geschwindigkeit und den zurückgelegten Weg. Man weiß ja nicht was der intern rechnet, aber er kann eigentlich als erstes nur die Zeit zwischen Radimpulsen messen. Mit den vorher eingegebenen Radumfang wird vermutlich der Weg berechnet, welchen man auf eine Sekunde hochgerechnet zurückgelegt hat. Als nächstes wird wohl die Geschwindigkeit aus Weg/Zeit berechnet und abgespeichert. Das wäre die wahrscheinlichst anzunehmende Reihenfolge.

Wenn man den Polartacho ausliest hat man die Spalte A, B und D also die Zeit jeweils eine Sekunde zunehmend, dann die Geschwindigkeit in km/h und dazu noch den zurückgelegten Weg. Ich habe gemerkt das die Geschwindigkeit und der Weg in folgendem Zusammenhang steht:
E11=C11+E11
E12=C12+E12 usw.

Also wenn ich nur die Geschwindigkeiten in km/h habe teile ich die durch 3,6 damit komme ich auf Spalte C in m/s und dann E11=C11+E11 usw.
Wahrscheinlich rechnet der Polartacho von der Spalte D ausgehend rückwärts und kommt so auf Spalte B, die Geschwindigkeiten in km/h.



Ich bin bis jetzt noch nicht auf Labellas Beitrag eingegangen. Wenn ich Zeit habe versuche ich ihn zu verstehen und darauf zu antworten obwohl ich eigentlich keine Lust habe mich damit zu beschäftigen was wie der Polar intern tut, was soll das bringen ? Schließlich zeigte mir ein Vergleich mit dem Impulszähler, das der Polar den zurückgelegten Weg sehr genau ermittelt hat. Also lieber die Energie in den Olimexino stecken, denke ich.

Ich glaube aber jetzt zu verstehen was Du meinst. Also wenn die Geschwindigkeit höher wird, das der Polar den Weg immer etwas zu wenig berechnet. Und wenn man langsamer wird, das der Polar zB. immer etwas mehr Weg berechnet und abspeichert, das deshalb die berechnete und gemessene Kurve in den Hügeln nicht überein stimmt. Grundsätzlich könnte das Polar intern durch einen Algorithmus alles berücksichtigt haben, genau wird man das nie wissen außer im direkten Vergleich mit zB Olimexino. Ich weiß wohl, das hat man mir bei Polar gesagt, das die während der Fahrt angezeigten Werte nicht so genau wie die abgespeicherten Werte wären. Da kann also alles mögliche intern gerechnet werden. Muss mal in Ruhe drüber nachdenken.

Gruß Leonardi

 

[labella-baron]

Der Polar speichert jede Sekunde die Geschwindigkeit und den zurückgelegten Weg.

Der Polar geht zu jeder Sekunde davon aus, dass die Geschwindigkeit in dieser Sekunde gleichbleibt.

Ich habe gemerkt das die Geschwindigkeit und der Weg in folgendem Zusammenhang steht:
E11=C11+E11

Richtiger: E11=C11+E10 wie es ja auch oben in deinem Excel-Screenshot steht.

Aber es ist ja alles viel einfacher als ich dachte:
Wir dürfen die zurückgelegte Strecke nicht mittels der Anfangs- oder der Endgeschwindigkeit im Sekundenintervall rechnen, sondern natürlich mit der mittleren Geschwindigkeit!
Also E11 ist nicht C11+E10 das ist schlichtweg falsch, sondern E11 = (C10+C11)/2 + E10 usw. !

Das ist im Grunde auch nicht polar-spezifisch, sondern das müssen wir so für jede Messeinrichtung machen - wenngleich der Unterschied bei sehr schneller Erfassung wohl? geringer wird. Aber wir wollen/müssen ja sehr genau erfassen und rechnen wenn wir die Koeffizienten isolieren wollen.

So ist z.B. beim Elfershauser Rolltest C40=20,250m und C41=20,528m und die zurückgelegte Strecke ist keine 20,250m, sondern 20,389m also nur in dieser Sekunde bereits 13,9cm mehr !!

Ich bin draufgekommen, wie ich die sehr guten Auslaufwerten von Carbono perfekt über der Zeit angepasst hatte und die Anpassung über der Strecke genauso perfekt gleichmäßig daneben lag.

 

[Patrick]

Hallo Leonardi,

Du hast Dich da mit den Spalten und Zellen ein Bisschen vertan. (erledigt, s.o. Labella)

Was die Berechnung des Polar angeht, ist das leider nicht so einfach. Daß er die Impulse über die Zeit zählt und dann mit der eingegebenen Länge (Radumfang U) die Geschwindigkeit berechnet ist klar, aber

zählt er die vollen Impulse die in einer Sekunde eingehen? Unwahrscheinlich, das ergäbe eine heftige Stufung.

zählt er Timerimpulse zwischen den Reedimpulsen und mittelt dann über alle in einer Sekunde eingegangenen Ereignisse?
Oder nimmt er die letze aktuelle Dauer zwischen zwei Impulsen?
was macht er, wenn in einer Sekunde kein Impuls kommt, z.B. bei v<1U/s?
gleicht er über mehrere Sekunden die Werte ab, um ein Wackeln um einen Mittelwert zu unterdrücken?

Gruß,
Patrick

 

[Leonardi]

Richtiger: E11=C11+E10 wie es ja auch oben in deinem Excel-Screenshot steht.

genau, richtig - meine reingemalten Striche sind falsch.

sondern E11 = (C10+C11)/2 + E10 usw.

hatte ich früher auch schon mal drin stehen. Anzunehmen das es genauer ist, aber letztendlich könnte es auch sein, das der Polar die Werte welcher er abspeichert schon so oder auch noch vielleicht besser korrigiert. Vielleicht ist es auch so wie Patrick schreibt. Ohne eine Referenzmessung zum Polar, sondern nur durch reine Überlegung - wird man das nicht herausbekommen.

Vielleicht erst mal so E11 = (C10+C11)/2 + E10 usw. rechnen und den Gyro abwarten.

Gruß Leonardi

 

[labella-baron]

Ohne eine Referenzmessung zum Polar, sondern nur durch reine Überlegung - wird man das nicht herausbekommen.

Vielleicht erst mal so E11 = (C10+C11)/2 + E10 usw. rechnen und den Gyro abwarten.

Ja.
Jedenfalls werden die Geschwindigkeitswerte vom GSC10 - Messung @carbono - nicht korrigiert (zufällig gerade geprüft), die Werte vom Polar dagegen anscheinend schon.

 

[Leonardi]

@labella-baron ich bin gerade unter solch idealen Bedingungen ausgerollt, wie man es sich kaum vorstellen kann:

war auf einer einer Straße etwa 1,6 km lang, an keiner Stelle war ein Höhenunterschied größer als 10 mm.
Nicht der geringste Windhauch, es wurden 10 Geschwindigkeiten pro Sekunde aufgezeichnet auf ca. 3 Stellen hinter dem Komma. Auch der Weg ist cm genau aufgezeichnet worden. Gesamtmasse incl. Trägheitsmomentanteil 105,000 kg (mit Spezialwaage).

Jetzt könntest Du doch probieren, ob man CwA, Cr und Cv trennen kann ?

Wenn das funktionieren sollte, dann kann ich immer ungenauere Werte liefern (Geschw. und Weg mit Zufallszahl verrauschen, nur in Sekunden Abständen messen, ...) und Du kannst irgendwann eine Aussage treffen wie genau gemessen werden muss, damit Du noch eine gute Trennung vollziehen kannst.

Hier anliegend erst mal meine Aufzeichnungen gleich in Excel, Fotos von der Ausrollstrecke folgen gleich.

Gruß Leonardi

 

[Leonardi]

Also hier die Ausrollstrecke WZgrapher, bin mit genau 64,80 km/h (=18m/s*3,6) über die Startlinie gerollt:



Wegbeschreibung zum leichteren finden des Starts der Ausrollstrecke - einfach in den WZgrapher kopieren:
y'' = -1.2/(2*105)*0.0908*(y')^2-0.00449*9.81-0.00227/105*y'

Das gleiche kann ich auch mit Tunnelgefälle machen und Dir das Höhenprofil gleich mitgeben, gib Bescheid wenn Bedarf.

Wenn an der Genauigkeit der numerischen Lösung mit WZgrapher noch Zweifel bestehen, die DGL mit dem dynamischen Rollwiderstandsanteil und dem Gefälle lässt sich auch geschlossen lösen (gib Bescheid wenn Bedarf), das heißt die Korrektheit der Lösung ist schon bewiesen worden (Rechenfehler natürlich ausgenommen). Da sich eine geschlossene Lösung nur aus Grundrechenarten und einigen Standartfunktionen (exp, log ...) zusammensetzt, kann leicht eine Excel Tabelle für v(t) und v(s) auf 15 Stellen hinter dem Komma erzeugt werden. Aber da man so genau nicht messen kann, macht das erst mal keinen Sinn. Das mache ich nur wenn Du bezweifelst das WZgrapher genau genug ist.

Gruß Leonardi

 

[labella-baron]

@labella-baron ich bin gerade unter solch idealen Bedingungen ausgerollt, wie man es sich kaum vorstellen kann:

war auf einer einer Straße etwa 1,6 km lang, an keiner Stelle war ein Höhenunterschied größer als 10 mm.
Nicht der geringste Windhauch, es wurden 10 Geschwindigkeiten pro Sekunde aufgezeichnet auf ca. 3 Stellen hinter dem Komma. Auch der Weg ist cm genau aufgezeichnet worden. Gesamtmasse incl. Trägheitsmomentanteil 105,000 kg (mit Spezialwaage).

Jetzt könntest Du doch probieren, ob man CwA, Cr und Cv trennen kann ?

Lass dir erstmal gratulieren!
Das sind also jetzt Daten vom neuen Gyro-Sensor - also sind es Geschwindigkeitsdaten und du hast die Programmierung geschafft um diese abzuspeichern. Die Wegdaten sind letztlich aus den Geschwindigkeitsdaten entstanden?
Unglaublich selbst die Verzögerung zappelt kein bisschen - bravo.

 

[Leonardi]

Das sind also jetzt Daten vom neuen Gyro-Sensor - also sind es Geschwindigkeitsdaten und du hast die Programmierung geschafft um diese abzuspeichern. Die Wegdaten sind letztlich aus den Geschwindigkeitsdaten entstanden?

Ja natürlich,

***

Nein, kam leider immer noch nicht zum programmieren.

Wegdaten sind letztlich aus den Geschwindigkeitsdaten entstanden?

Macht WZgrapher alles, auf "Berechnung"->"Wertetabelle" klicken. Fertige Tabelle mit Weg und deren Ableitung Geschwindigkeit kann man in beliebigen Zeitabständen erzeugen lassen und nach Excel kopieren. Zuerst wird der Weg ausgerechnet, y(t) ist ja die numerische Lösung . Kommt also von Weg mit den Zeiten auf die Geschwindigkeit. Muss man mal anschauen, wie er numerisch die Ableitung gebildet hat, anhand der Zahlenwerte. Ich denke immer zwei Wegpunkten/0,1 s oder hat er auch genauer den Mittelwert genommen, also zwei geteilt ? Durch die Abstände von nur 0,1 s spielt es wohl nicht so eine Rolle.

Der Gyro schafft 60 Messungen pro Sekunde.

Gruß Leonardi