Aerodynamik/Rolltest

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p.S.: Haut auch nicht hin, da ist irgendwo der Wurm drin. Wen ich mit beiden Varianten einen Geschwindigkeitsverlauf rückrechne, muß ich auf ähnliche Ergebnisse kommen.
Ja - irgendetwas stimmt in der Rechnung nicht.
Damit waren Schlussfolgerungen nicht nur vorläufig, sondern auch voreilig :(
 
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Passiert, es ist immer gut wenn nochmal ein Anderer gegenrechnet.

Gruß,
Patrick
Sch.......!!!!!!!!!

Heute nacht um 3:24 Uhr bin ich aufgewacht und wusste, dass ich falsch geklammert habe. Im Prinzip habe ich tatt crr*m*g / m = crr*g = (crr2*v+crr1)*g fälschlicherweise mit crr2*v+crr1*g gerechnet. Daher fehlt der Faktor 9,81, d.h. crr2 ist tatsächlich um eine Zehnerpotenz kleiner. Das ändert allerdings die anderen Ergebnisse nicht.

Anbei der Code den ich verwendet habe.

Nochmals, Sorry und Danke an alle, die ebenfalls nach dem Fehler gesucht haben.

-- Alex

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function y=Speed4(x,t)

g = 9.81;
m = 135;
rho = 1.30300246;

C0 = x(1) * g;
C1 = x(2) * g;
C2 = 1/2*rho*x(3)/m;
k = x(4);

a = sqrt(4*C0*C2-C1^2);

y = -a/(2*C2)*tan(a/2*(t+k))-C1/(2*C2);
end

------------------------------
load('leonardi2/t');
load('leonardi2/v');

crr_0 = 0.006;
crr2_0=0;
cwA_0 = 0.074;
t_0 = -176


init = [crr_0, crr2_0, cwA_0, t_0];
low = [0, 0, 0, -250];
up = [1, inf, 1, 0];

x=init;

x = lsqcurvefit(@Speed4,init, t, v, low, up)

plot(t, v, t, Speed4(x,t))

error=sum((v-Speed4(x,t)).^2)
Crr=x(1)
Crr2=x(2)
CwA=x(3)
 
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Hallo zusammen,

anbei noch die Energie-Anteile, die auf die drei Komponenten crr1, crr2 und cwA entfallen (additiv geplottet gegen t).

Energien.jpg

mit folgendem Code:
----------------------
x = lsqcurvefit(@Speed4,init, t, v, low, up)

plot(t, v, t, Speed4(x,t))

error=sum((v-Speed4(x,t)).^2)
Crr=x(1)
Crr2=x(2)
CwA=x(3)

g = 9.81;
m = 135;
rho = 1.30300246;

Pcrr1 = @(t) Crr*m*g*Speed4(x,t);
Pcrr2 = @(t) Crr2*m*g*Speed4(x,t).*Speed4(x,t);
PcwA = @(t) 1/2*rho*CwA*Speed4(x,t).*Speed4(x,t).*Speed4(x,t);
plot(t, Pcrr1(t), t, Pcrr1(t)+Pcrr2(t), t, Pcrr1(t)+Pcrr2(t)+PcwA(t))
---------------------
Und hier noch einmal v gegen P(v)
v-Pv.jpg

-- Alex
 
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Nach dem letzten Datenpaar 165s - 2,7Km/h ist das VM noch genau 4,0Sekunden bis zum wirklichen Stillstand gerollt. Ob das Datenpaar 169s-0Km/h noch einen Einfluß auf die Ergebnisse hätte ?
Ich denke, die Daten kurz vorm Stopp verwirft man besser, da sie durch die Radunrundheiten beeinflusst werden, die ja auf Deiner Rollwiderstandstest-Anordnung gut sichtbar wurden.

David
 
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Lese ich das richtig, dass mit diesen Zahlen der "dynamische Anteil" des Rollwiderstand bei 4,9m/s, also nur 17,7km/h bereits genauso groß wie der "statische Anteil" des Rollwiderstands wäre :confused::eek::(
Mit den korrigierten Werten wäre also bei 65km/h der Luftwiderstand genauso groß wie der Rollwiderstand und in diesem wäre bei dieser Geschwindigkeit der "dynamische Anteil" 27% vom gesamten Rollwiderstand. :)
 
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Wäre schön wenn Leonardi dieselbe Strecke bei Wärme mit gleichem Reifen/Reifendruck/Masse nochmal fahren würde.

Gruß,
Patrick
 
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und vielleicht jetzt schon noch einmal mit einer Zigarettenschachtel seitlich vorn auf die Karosserie geklebt?

Gruß,
Patrick
 
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Mit den korrigierten Werten wäre also bei 65km/h der Luftwiderstand genauso groß wie der Rollwiderstand und in diesem wäre bei dieser Geschwindigkeit der "dynamische Anteil" 27% vom gesamten Rollwiderstand. :)

Es gibt doch bestimmt Leistungsmessungen von Rennsportlern, die auf der Rolle trainieren. Da der Windwiderstand dort wegfällt und sich der Rollenwiderstand auf nahezu 0 absenken ließe, könnte man sich da schon mal die Summe aus dynamischem und (statischem??) Rollwiderstand für ein angetriebenes Rad, wenn auch ohne GPS-Daten, ausrechnen.
Gruß Stefan
 
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...
Und hier noch einmal v gegen P(v)
Anhang anzeigen 41568

-- Alex

hat Alex sehr schön gemacht. Ich mußte erst ein Blatt mir der Kante an die grüne Kurven halten, weil ich die ganz leichte Krümmung so nicht sehen konnte. Die Fläche zwischen der blauen und grünen Kurve wäre also der Anteil des Widerstandes, welcher mit v proportional ansteigt.

Ich versuche aus etwas Abstand zu betrachten: Das die doch rel. große Fläche zwischen blauer und grüner Fläche ausschließlich vom Reifengummi herrührt, glaube ich nicht. Es war mal hier eine Darstellung wo man von Messungen bei Autoreifen mit wenig Profil, selbst bei 100Km/h kaum eine Geschwindigkeitsabhängigkeit sehen konnte - die Verwirbelungen Felge usw. hatte man dabei schon abgezogen.

Es könnten auch Anteile von turbulente Strömungen am VM zB. in den Radkästen beim Drehen der Räder oder anderen Abrisskanten sein, welche man nur numerisch mit finiten Elementen berechnen kann - die hier in Konst.*v einfließen.

Wie bei Polynomfunktionen gibt es auch immer eine zunehmend bessere Anpassung wenn man ein Therm zufügt. Wir haben bisher Aerod.*v^2+Geschw.abhä.Rollreibung*v+ Geschw.unabh. Rollreibung. Wenn wir noch weiter zufügen würden zB. Konst.5*v^0.5 + Konst.6*v^1.5, würde es auch immer noch eine bessere Anpassung geben.

Man kann nicht einmal sagen, wie sich die geringen Ungenauigkeiten der einzelnen Messwerte auf die Fläche zwischen blauer und grüner Kurve auswirken. Ob man die Summe der P-v Kurve mit oder ohne den neuen Term darstellt ( also so wie früher in zwei Bereiche oder jetzt in drei Bereiche aufgeteilt hat), wird man mit dem Auge keinen Unterschied zwischen den jeweiligen Summen erkennen. Es ist daher eher eine willkürliche Festlegung wie man den Bereich darunter aufteilt.

Demzufolge kann man wie Alex schreibt, erst mal nichts konkretes Schreiben, sollte das bei guten Messungen
1.) jeweils auch so wie Alex Auswerten und Beobachten. Viele Messungen bei versch. Temperaturen auch zB. Rennrad mit vielen turbulenten Strömungen, Trikes oder andere Liegeräder. Vielleicht kann man danach irgendwelche Aussagen treffen falls die Fläche mal größer und mal schmaler ist.

Zusätzlich sollte man sich überlegen, wie man die Größe des C_rr2 in einem separaten Versuchsaufbau messen könnte (Nur um eine Größenordnung zu haben). C_rr2 soll ja ausschließlich vom Gummi kommen und der Einfluss von Felge, Speichen etc. muß abgezogen werden.
2.) Sollte man bei Schwalbe oder Continental fragen, ob die bei zwei verschiedenen Geschwindigkeiten messen können, hatte ja schon mal mit denen telefoniert, würden die bestimmt machen, ist ja kein Aufwand für die - was meinst ihr ? Das müssten die jeweils bei zwei verschiedenen Geschwindigkeiten einmal mit 0,5 Kg (Zum Verlußte von Speichen usw. abziehen) und einmal mit 40Kg Gewicht - richtig ?

3.) werde ich in Ruhe meine Geschwindigkeitsmessung auf (1/100) Km/h angehen https://www.velomobilforum.de/forum/showthread.php?33502-Meßgeräte-für-Rolltests&p=462588#post462588

4.) und behalte auch eine Lafette mit hinterhergezogenen Messrad im Auge: https://www.velomobilforum.de/forum/showthread.php?33046-Rollwiderstand-messen&p=452919#post452919 Ich glaube wenn man auf gut nivellierter Straße mit konst. Geschwindigkeit zB. 5 Km/h zieht, kommt man auf sehr genaue Werte und bei versch. Geschwindigkeiten und Massen auch der Sache wie sehr Geschwind.abhängig näher.

Bis dahin werde ich erst mal meinen Rollwiderstand beobachten wie der bei höheren Temp. runter geht, in der bisherigen zweigeteilten P-v Darstellung.

Auf der 4Km langen Moorstraße habe ich erst jetzt an beiden Seiten Straßenbegrenzungspfosten bemerkt, im Abstand von genau 50m. Jeder vierte hat beidseitig eine Zahl, also jede 200m ist eine genaue Angabe zB. 3,2Km 3,4Km 3,6Km abzulesen, cm-genau GPS-Vermessen. Sind ja beste Voraussetzungen, habe schon überlegt, wie ich Messung mit Meßrad (+-1% entsp. bei 4Km +- 40m) und +-3m GPS-Messung vermittle (nach dem Nivellieren muß ich ja die Höhendifferenzen zu den Entfernungen zuordnen).

Gruß Leonardi
 
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Hallo Stefan,

da die Rollen sehr klein sind ist der Widerstandsbeiwert der Reifen darauf mit dem auf der Straße nicht direkt vergleichbar. Man kann das zwar umrechenen aber ich bezweifle, daß die gängige Methode für so kleine Rollen funktioniert.

Gruß,
Patrick
 
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und vielleicht jetzt schon noch einmal mit einer Zigarettenschachtel seitlich vorn auf die Karosserie geklebt?

Gruß,
Patrick
Mache ich noch wenn es wärmer und windstill ist, natürlich dann auch mehrmals in beide Richtungen ausrollen.

Gruß Leonardi
 
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Zusätzlich sollte man sich überlegen, wie man die Größe des C_rr2 in einem separaten Versuchsaufbau messen könnte.
Ja, das wäre interessant
C_rr2 soll ja ausschließlich vom Gummi kommen und der Einfluss von Felge, Speichen etc. muß abgezogen werden.
Das ist bei der Definition in [Tamai, The Leading Edge] ausdrücklich nicht der Fall. Dort wird C[SUB]RR2[/SUB] auch eine Strömungsmechanische Komponente zugeschlagen. Dies hat evtl. seinen Ursprung in der Meßmethode von Fahrzeugmodellen im Windkanal -> ohne bewegten Boden und bewegte Räder. Man schlägt also einfach alles was von der Radbewegung kommt auf den gesamten Rollwiderstand und fertig.

Ich habe mich heute mit jessie über das Thema unterhalten, die an der Uni auch schon Erfahrungen mit Strömungsdynamischen Phänomenen sammeln durfte. Dabei reiften die Anforderungen an zu generierende Indizien für die Unterscheidung der Ansätze von gyps/Alex (C[SUB]RR[/SUB] vs. (C[SUB]RR1[/SUB]+C[SUB]RR2[/SUB]*v)):

Verschiedene Reifen haben zwar signifikant unterschiedliche C[SUB]RR[/SUB], beeinflussen aber auch durch unterschiedliche Geometrien die Strömung. Daher sollten mit denselben Reifen im selben Zustand weitere Messungen durchgeführt werden.

Bei unterschiedlichen Temperaturen ändern sich zwar die Umweltkonstanten (Rho, p, ny) jedoch bleiben wir bei ähnlichen Reynoldszahlen und somit Qualitativ sehr ähnlicher Strömung. C[SUB]w[/SUB] bleibt annähernd gleich.

Mit der Temperatur ändert sich C[SUB]RR[/SUB]. Dies ist in der Literatur hinlänglich beschrieben und von Wim Schermer für niedrige Geschwindigkeiten praktisch nachgewiesen.

Ein Fit auf die Meßpunkte bei unterschiedlichen Temeraturen sollte also sehr ähnliche - bestenfalls gleiche - Werte für C[SUB]w[/SUB](A) liefern, wogegen C[SUB]RR[/SUB] und evtl. C[SUB]RR1[/SUB] und C[SUB]RR2[/SUB] sich temperaturabhängig ändern werden und genauer beobachtet werden könnten.

d'accord?

Weiters könnte man durch Anbringen eines reproduzierbaren Störkörpers (s.o. Zigarrettenschachtel) C[SUB]w[/SUB] jeweils ändern und die Auswirkungen auf das Fitting, resp. Stabilität der abgeleiteten Werte für C[SUB]RRx[/SUB] beobachten.

Wird anstelle eines Störkörpers ein Zusatzkörper mitgeführt, dessen aerodynamische Eigenschaften leicht zu beschreiben sind (Kugel, Rundstab), kann getestet werden, ob die Methode den zu erwartenden zusätzlichen C[SUB]w[/SUB]A abzubilden vermag.

Alles relativ einfache Maßnahmen.

Gruß,
Patrick

p.S.: Indizes kann man darstellen, wenn man sie in den Tag [ sub ] index [ /sub ] einschließt F[SUB]index[/SUB]; Hochzahlen oder hochgestellte Texte entsprechend mit [ sup ] index [ /sup ] zu F[SUP]index[/SUP]; Leerzeichen weglassen. Hab ich nicht erfunden sondern selbst erst irgendwo ausgegraben ;)
 
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Dann werde ich mal nächste Woche mit Schwalbe und Continental Kontakt aufnehmen um zu klären, ob man ein bis zwei Stunden Zeit für eine studentische Forschungsarbeit hat. Erst mal klären wo die Sitzen - es müßte sich dann schon jemand finden, der dann bei den Messungen dabei ist - ich kann aber nur was einrühren - aber hinfahren zuschauen, Fotos machen, Bedingungen und Messwerte notieren wäre für mich zu weit weg, das müßte dann ein anderer aus der Nähe machen. Ich gebe hier Bescheid ob sie grundsätzlich dazu Bereit sind.


Wäre schön, wenn die anderen außer Tamai auch die gleiche Festlegung getroffen hätten. Bei den Autoreifen ist es ausdrücklich nicht in der Norm, @Patrick schick mir eine PN mit email, dann schicke ich Dir die Norm für das Messen von Autoreifen.

Dann werde ich also noch ein paar Messungen, wärmer mit Zigarettenschachtel machen. Mit Video ist aber so mühsam, lieber warte ich bis die sehr genaue Geschwind. anzeige mit Speicher fertig ist.

Gruß Leonardi
 
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bei unterschiedlichen Temeraturen sollte also sehr ähnliche - bestenfalls gleiche - Werte für C[SUB]w[/SUB](A) liefern

Ich dachte bisher immer, kältere Luft ist schwerer und mag sich weniger leicht zerteilen lassen. Ist meine laienhafte Vorstellung falsch oder spielt das nur keine Rolle?
Richard
 
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Hallo Richard,

kältere Luft ist Dichter aber das wirkt sich nur auf die Luftwiderstandskraft aus, nicht nennenswert auf den Koeffizienten C[SUB]w[/SUB]. Dieser beschreibt nur die aerodynamische Qualität einer Form, die Dichte Rho, die Bezugsfläche A und die Geschwindigkeit v gehen gesondert in die Berechnung ein:

F[SUB]w[/SUB]=C[SUB]w[/SUB]*A*Rho*v²*1/2

Temperatur und Luftdruck fließen zwar auch in die Ähnlichkeitskennzahl Re (Reynoldszahl) ein, von der der Koeffizient C[SUB]w[/SUB] abhängig ist, das spielt aber bei den fürs VM realistischen Geschwindigkeiten keine große Rolle - außer bei den ganz langsamen ;) (wenn die Luft wie Honig fließt und die Rohloff zu laut ist, bist Du zu langsam ;) )

Siehe auch de.wikipedia.org dort unten "Abhängigkeit des Strömungswiderstandes", ist dort recht gut beschrieben.

Gruß,
Patrick
 
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Auf der 4Km langen Moorstraße habe ich erst jetzt an beiden Seiten Straßenbegrenzungspfosten bemerkt, im Abstand von genau 50m. Jeder vierte hat beidseitig eine Zahl, also jede 200m ist eine genaue Angabe zB. 3,2Km 3,4Km 3,6Km abzulesen, cm-genau GPS-Vermessen.
Woher weißt du wie genau die aufgestellt sind?
Leitpfosten sind in Deutschland (...) in der Regel im Längsabstand in der Geraden und der Ebene von 50 Meter (...) aufgestellt.

 
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Hallo Leonardi,

unser Mess-Bus ist jetzt so weit fertig, dass wir gleichzeitig

1. Beschleunigung (3-Achsen), Rotation (3-Achsen), Ausrichtung im Erdmagnetfeld
2. Barometrischen Höhe und Temperatur
3. GPS
4. Geschwindigkeit an zwei Reifen (aktuell Reed, Hall "in der Mache")
(als nächstes kommt dann noch 5. Leistungsmessung und 6. Wind-Stärke und -Richung)
mit einer Taktung von 125 Hz messen können. (4.) aktuell mit 100µs-Auflösung, wobei da noch Potential nach oben ist.

Nun steht es aus, sinnvolle Rollversuche zu machen, um zu sehen, ob man mit diesen vielen gleichzeitig erfassten Daten etwas anfangen kann.

Zu Deinem Punkt oben: vielleicht ist es ja eine Option, hier gemeinsam an einem Strang zu ziehen? Das macht natürlich nur Sinn, wenn die Reibungsverluste dabei nicht zu groß sind (Osnabrück ist von uns aus ja nicht gerade nebenan).

-- Alex
 
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