VASCA NAVALE "fai da te", forse

[Roberto83]

Ciao a tutti, complimenti per l'argomento e le ottime idee.

Ho seguito la discussione ma non ho ancora avuto tempo di scrivere qualcosa...
Scusate se mi permetto di aggiungere qualche osservazione.
Secondo me bisogna considerare ancora due punti abbastanza importanti:

-Il canale di prova deve essere abbastanza largo da impedire che l'onda generata dal modello non si rifletta sulle pareti e ritorni sul modello stesso, perchè questo invaliderebbe la prova..(se non si può allargare il canale bisognerà inserire rete o simili)

-Lo scafo in navigazione è quasi sempre sbandato, perciò non è detto che lo scafo che risulta il migliore in vasca sia quello migliore sotto vento (lo sbandamento cambia la forma della figura di galleggiamento) perciò consiglio di effettuare anche prove con carena inclinata.

Ancora complimenti e buon lavoro...

[claudio v]

Originalmente inviato da francescob

....Per Claudio V...la galleria che ho usato io è piccola e non certo quella del CIRA...con tutto cio' il livello di turbolenza del flusso era dell'ordine del 1%...un filo di lana immesso in galleria sembrava quasi sospeso.,...senza vibrare....il problema di ricavare misure su corpi che viaggiano a basse velocità in aria e con dimensioni limitate è nel valore del numero di Re...

Approfitto del tuo messaggio per continuare quanto avevo scritto ieri sera:
Il RE del modello in galleria del vento e` basso ma di ordine di grandezza molto paragonabile alla barca che va piano. Se ti fai due conti sulle appendici vedi che possimo partire da 50000 e salire ma non troppo.
Lo scafo e` piu' lungo e quindi patisce un po' meno, ma non siamo tanto distanti.

Comunque questa e` un'incognita legata alla "qualita`" del flusso della vasca e a tutti i risultati che ne puoi derivare.

Quello che a me lascia ancora piu` perplesso e` il sistema di vincolo dello scafo, specie per come e` rappresentato.

Se consideriamo un ipotetico sistema rigido che lo tenga in posizione con il giusto angolo di beccheggio, rollio, derapata e immersione dobbiamo tenere conto di un certo numero di fattori non cosi` facilmente calcolabili.

Provo a fare un esempio pratico e dare un'idea perlomeno qualitativa del problema.
La trazione del modello possiamo supporla sul centro delle componenti aerodinamiche e quindi non e` certo a livello ne` dell'acqua ne` della coperta.

La linea di galleggiamento dinamica (nel senso del beccheggio) varia parecchio da quella statica

Lo sbandamento da simulare genera una immersione superiore a quella "statica".

Lo scarroccio che abbiamo sempre a barca sbandata impone un flusso non in asse alla carena, ma con un certo angolo di attacco

Le appendici, soprattutto con un flusso non in asse, modificano il campo di pressioni sullo scafo e il suo assetto.

Ora, per passare dall'idea qualitativa a quella quantitativa e calcolare il tutto per imporre al nostro modello in vasca il giusto assetto, il passo non e` molto facile.

Finora nelle simulazioni che facciamo con il cfd (dove quindi non abbiamo tutti i problemi meccanici di set up e di flusso), il problema maggiore e` imporre un assetto realistico al modello 3D.

Dato che i rendimenti aerodinamici e idrodinamici non sono cosi` facilmente quantificabili, per una prima analisi siamo partiti da cio` che potevamo rilevare piu` facilmente a livello sperimentale: lo sbandamento della barca e la sua posizione in beccheggio con una certa intensita` di vento e una certa velocita`.

Poi, con un foglio di calcolo Excel che ho sviluppato per le verifiche, questi dati vengono correlati al momento raddrizzante e viene calcolata la " forza antideriva".

Dopo di che, in base al modello della deriva posizionato nel flusso (e dello scafo + deriva), viene indagato l'angolo di attacco effettivo per sviluppare quella forza.
Naturalmente questo vien fatto per iterazioni successive per arrivare a un risultato" ragionevole" sapendo che tutte le grandezze rilevate sono affette comunque da un certo errore di misura (anemometro e gps per la velocita`)

Finore abbiamo usato i risultati per una indagine qualitativa/comparativa per vedere principalmente il flusso e i vortici sulle appendici e sul bulbo.
Se dovessimo introdurre anche i problemi di formazione di onda e di variazione di assetto correlati, il discorso si complicherebbe ulteriormente.

E` un lavoro molto lungo e avere risultati "tangibili" per dire che qualcosa e` meglio o peggio non e` facile.

Quello che si puo` dire con certezza e` che lo scafo non e` praticamente mai in asse e che , se da una parte la risultante delle forze aerodinamiche tende a farlo immegere, quella delle forze idrodinamiche sulla deriva agisce al contrario con "pesi" diversi al variare delle velocita` ma soprattutto dellle forme di carena, delle appendici e della centratura (che influisce sul calettamento del timone).

A questo punto, quale sara` il giusto settaggio per lo scafo nelle prove in vasca se lo teniamo in maniera rigida?
Personalmente non saprei proprio come prevederlo in maniera esatta.

Forse una soluzione potrebbe essere fare un sistema di vincolo che tenga il tutto, completo di appendici, per un "simil albero" che imponga una forza similare alla componente aerodinamica, ma poi risolvere il problema del calettamento "in derapata" e` comunque tutto tranne che facile.

Quindi l'unica simulazione "fattibile" in vasca senza troppe incognite, sarebbe forse quella dello scafo in poppa con il sistema di misura della trazione attaccato a un "palo" che lo porti all'altezza del CV.

Tutte le altre configurazioni, che pero` sono poi quelle piu` comuni in acqua, a mio parere crescono un po' troppo di complessita` a livello di set up per dare risultati "credibili", perlomeno a livello "amatoriale".

[claudioD]

Io penserei solamente ad una valutazione "qualitativa" senza molte pretese, visto i mezzi a disposizione, altrimenti uno va spendere di tasca propria un po di soldi (molti) é affitta il servizio di un "bacino per carene", e poi viene fuori quello che viene fuori,
Per dare un'idea di come vedo le cose, in una maniera molto semplice ho fatto un disegnino di cio' che mi aspetterei di vedere in una vasca artigianale fatta in casa :



se poi é sballato fate finta di non averlo visto
Ciao
ClaudioD

[luca71-5]

Sicuramente come 1° test sarebbe veramente interessante se riuscisse ad evidenziare la benchè minima differenza di resistenza tra 2 cocche di 100cm ad inclinazione 0° 15° 30° 45° !!

Ma temo solo che la scala voglia micrometrica per quantificare eventuali differenze.

Bella cosa , vai avanti ti prego .

ciao

[giorgio7]

Ciao a tutti, gli ultimi 4 post arrivati mi sono piaciuti molto , a tratti divertito,incoraggiato, impegnato in particolare quello di ClaudioV è impegnativo e a lui risponderò dopo riflessione e magari per mp ma non per fare polemica ( di questi tempi è bene chiarirlo ) ma per non correre il rischio di annoiare; intanto ricordo due cose: la prima è il titolo che ho dato alla discussione
-vasca navale “fai da te” FORSE – e in questa parola c’è tutta la consapevolezza della difficoltà
di riuscire ad ottenere risultati “utili” ; la seconda è il periodo in cui parlo dei costi del progetto
da cui è anche desumibile il budget destinato. Le famose nozze coi fichi secchi mi direte, ebbene sì
la ragazza è incinta e vorrei farle anche con solo i fichi secchi. Se poi queste divagazioni aneddottiche che spesso inserisco per “alleggerire”disturbano ditemelo e scompariranno.
Sempre ammesso di riuscire ad ottenere un flusso sufficientemente pulito al momento credo che per la misura della velocità mi servirò di qualcosa come quella disegnata da ClaudioD ( ricordi
sicuramente l’origine della parola knot ) magari mettendo al posto del piattello un tronco di cono
aperto in fondo come certe ancore galleggianti; poi si tratterà di tararlo col cronometraggio
fortuna che ora mi hanno spiegato come fare e non ci sarà problema. Scherzo naturalmente
Francescob , sei stato utilissimo te l’ho già detto se riuscirò a normalizzare il flusso sarà marito
tuo. Luca71-5 e ClaudioD avete perfettamente capito il mio spirito se riuscirò ad avere indicazioni utilizzabili anche solo in assetto orizzontale sarà un successo se poi si potrà farlo anche a diversi angoli di sbandamento e magari a diverse velocità meglio. Cmq grazie per il vai avanti Luca71-5
Claudio non ho più scatole è un problema ? Mi si sono rotte tutte ieri ! Saluti a tutti

[giorgio7]

E allora Claudio V, come la mettiamo!? Molto di ciò che mi viene in mente risponde alle tue considerazioni : la piantiamo lì perchè destinati a futuro, sicuro insuccesso? Non è nel mio carattere. Il fallimento dell’iniziativa è sempre stato uno scenario contemplato, ricorda la parola FORSE, ma dovrà essere l’acqua a dichiararlo. Certo, rifletto sulle parole di una persona a cui guardo con molta stima per i risultati raggiunti, le competenze, ecc…ma occorre trovare un approccio comune al problema, io sono sulla terra anzi nel fango ( a giudicare da ciò che c’è intorno alla vasca ) tu sei avanti anni luce, su un altro pianeta; non mi sogno neanche lontanamente di poterci e volerci arrivare. Può darsi che sbagli, ma mi sembra che tu voglia arrivare a numeri, che desunti dalle prove, coincidano ( a meno delle ovvie approssimazioni ) a quelli che si avranno in mare, e questo almeno nei principali e più frequenti assetti che una barca assume; io non me lo sogno neanche da ubriaco.
Darsi obbiettivi raggiungibili e poi buttare il cuore un poco più in là, ho sempre detto ai miei collaboratori. Il mio obbiettivo lo ripeto è arrivare a poter dire ,dopo una semplice prova, con questo assetto e a questa velocità questa cocca è più valida rispetto a quell’altra.
Dati relativi e basta. D’altra parte, lo capisco benissimo,sei talmente immerso nelle tue problematiche tecniche , precise, analitiche scrupolosamente alla ricerca dell’esattezza, che guardi quasi con fastidio ad approcci più superficiali un po’ cialtroni e arrabattati .
Finora cosa ho fatto? disegni su disegni coef. prismatici, curva delle aree, ecc….. e poi la scelta: va bene facciamo questa. Qualche immersione nella vasca da bagno ( lanci una pietra chi non l’ha mai fatta) e giù lavoro a gogo ! ecco se fosse possibile vorrei supportare un poco di più quella scelta. Alternative serie e scientifiche : anni fa contattai uno dei massimi enti di ricerca navale in Italia: mi avevano detto che avevano attrezzature per modelli. Verissimo: vasca di 27mt in acqua corrente sez. 0,6x0,6 con 80 Hp di pompe, velocità 1m/sec. Non arrivammo ai costi avevo capito che avrei dovuto fare un mutuo ( a tasso fisso naturalmente).
Ammesso di riuscire ad ottenere un flusso accettabile, la mia maggior preoccupazione è che le differenze tra scafi, anche parecchio diversi, siano talmente piccole in termini di forza resistente da non riuscire a vederle con sufficiente attendibilità,come ha intuito anche Luca71-5.
Saluti a tutti!-Giorgio7

[claudioD]

Giorgio,
en passant ho letto il tuo ultimo messaggio e sono certo della risposta di Claudio V.
Un giorno discutevamo con Claudio Maletto, ancora un Claudio, che é diventato capo ufficio tecnico di LR, su alcuni aspetti riguardanti la scelta delle forme e l'dentificazione dei punti di massima frizione sulle pareti di una carena, dei flussi laminari e turbolenti, etc..
La risposta fu più o meno cosi' : "beati voi modellisti che avete la possibilità di sperimentare con costi limitati e cercare le risposte alle vostre domande; noi ci facciamo le stesse domande, ma i nostri costi sono enormi e non abbiamo il diritto di sbagliare...."
Visto che non ho molti mezzi neppure io, mi limito a fare piccoli esperimenti, certi vanno molto bene, altri mi domando perché li ho iniziati, ma spesso sono quelli che mi hanno indicato altre soluzioni.

Cio' detto ti voglio incoraggiare anche perché é un'idea che mi ero posto e se posso aiutarti, io posseggo un Speed watch Wave , potrei prestartelo, serve a misurare la velocità delle barche e dei surf , basta incollare la pinna con l'elica sotto una cocca e leggere sul quadrande i valori instantanei avvicinando la sonda. La foto mostra lo strumento tutto nuovo mai usato.
Certamente tu dovresti incolarla su una tavola galleggiante e avvicinare la sonda proteggendola dall'acqua, di solito si dispone all'interno di una cocca nelle vicinanze dell'elica.
Buona notte
ClaudioD

[claudioD]

Girando su internet e cercando dei modi per misurare la velocità dell'acqua nei fiumi, ho trovato un sito Russo " water for Life" che descrive questo semplice strumento che é simile al tubo di Pitot.

Testo e traduzione :

How to measure the speed of a river flow?
Measuring L-shaped tube 50 cm in height, 10 cm in length and 2 cm in diameter is put into water in such a way so that its short end faced towards the flow. Having measured the height of the pole to which the water in the long end of the tube has raised, you can calculate the speed of the flow with the following formula:
V = √2hg,
where V - the speed of the flow, cm/s;
g - acceleration of gravity (981 cm/s2);
h - the height of water pole, cm.
----------------

Come misurare la velocità dell’acqua in un fiume ?

Un tubo trasparente per misurare la velocità é a forma di “ L”, lungo 50cm e largo 10cm, diametro 2cm., é immerso in acqua in tal modo che la parte corta sia posizionata di fronte al flusso. Si misura in seguito l’altezza dove l’acqua é salita nella parte più lunga.
Si puo’ calcolare la velocità del flusso con la seguente formula :

V = √2hg

dove :

V = velocità in cm/sec.
g = accelerazione 981 cm/s²
h = altezza raggiunta dall’acqua nel tubo verticale

Il disegno dello strumento con esempio :

Saluti
ClaudioD

[ady]

scusate se mi intrometto l'ultimo oggetto è veramente figo eccezionale per semplicità ed efficacia. io volevo portare un'idea per misurare la resistenza dello scafo. tempo fà ho avuto il problema di mantenere teso un filo di nylon che si avvolgeva e svolgeva su una ruota scanalata. dunque per tenerlo teso ho montato un piccolo motore in continua sulla ruota e con un pò di prove ho trovato la giusta tensione che lo teneva fermo e teso si può applicare il filo alla prua e trovare la tensione a cui il motore va in stallo più resistenza più tensione per l' equilibrio!

[giorgio7]

Chiunque porti idee è venerato ( non ti scusare Ady non è un'intromissione)
le più belle assurgeranno alla gloria degli altari, come l'ultima di ClaudioD.
Vecchia cara energia cinetica 1/2 m v2 .Come non averci pensato !?
Alla fine potremo anche fare un sondaggio per nominare l'idea top.
e anche questa è un'idea! Ciao