Prośba do posiadaczy XFLR5

[wapniak]

Witam .

Potrzebuję charakterystyki trzech profili przedstawionych na rysunku. Nie są to typowe profile lotnicze, i nie wiem czy ten program sobie z nimi poradzi.

Chodzi o charakterystyki siły nośnej  profilu dla kąta natarcia równego 0. Czyli płaski spód nie ma posiadać żadnego  nachylenia.

Jeśli nie da się tak ustawić programu to niech to będą charakterystyki siły nośnej w funkcji kąta natarcia, ale dla małych kątów. Chodzi mi o pokazanie czy w ogóle jakakolwiek  siła nośna powstaje przy użyciu takich profili, gdy dolna powierzchnia jest równoległa do strug powietrza..

Jeśli jest to możliwe, to proszę też o rozkład ciśnień wzdłuż profilu dla kąta natarcia jak poprzednio, czyli 0 stopni.

Szczególnie zależy mi na profilu nr 3. Nie ukrywam, że chcę to użyć w pokazaniu, że to Bernoulli rządzi .

Re dowolne, byle nie za małe może być w granicach 200000 do 1000000.

 

 

Profile za chwilę, bo bitmapy forum nie chce przyjąć. O chyba tak się udało:

[Patryk Sokol]

Cóż, XFoil (bo XFLR5 w części obliczeń profilowych to jedynie interfejs graficzny do XFoila) bardzo źle sobie radzi z obliczeniami kształtów, które są kanciate, lub zbyt wcięte, więc musiałem się trochę napocić, a i kształty i tak nie są do końca takie jak chciałeś (choć IMO dramatu nie ma). Analiza wykonana na 900k Re (przy mniejszych to już całkiem wychodziła tragedia w kwestii osiągnięcia zgodności wyników).

 

Nazwy (1,2 i 3) odzwierciedlają Twoje oznaczenia na rysunku

 

Obliczane profile:

 

Rozkłady ciśnień dla wszystkich trzech dla alpha=0:

 

Cl od Cd:

 

Cl od alpha:

 

W załączniku do posta masz plik XFLR5 jakbyś chciał sprawdzić czy nie ściemniam

 

 

ps. XFLR5 jest darmowy, sam możesz go sobie ściągnąć www.xflr5.com

dlawapniaka.zip

[wapniak]

Dzięki serdeczne.

Super wykresy, zwłaszcza ten ostatni .

Wyszły tak jak się spodziewałem, a nawet lepiej, niestety rozbijają Twoją teorię w pył, 

 

Pozdrawiam

[Patryk Sokol]

Cóż, opowiadaj

[wapniak]

Chciałem to odłożyć na później, bo i pora trochę nie taka, ale jak to mówią , za gorącego prawa...

 

Pierwszy profil miał wykazać, że to nie odbijanie strug powietrza od spodu wywołuje siłę nośną, no bo jest równoległa do nich, drugi miał pokazać, że łagodne , płynne zmiany kształtu dobrze wpływają na charakterystyki

Gdyby jednak komuś przyszło do głowy, że powoduje to efekt Coanda, zrobiłem 3 profil.

On pokazuje i jedno i dugie, przednia część pokazuje, że bez Bernulliego nie ma siły nośnej, a druga że nie ma efektu Coanda przynajmniej w tym znaczeniu, że nie wpływa na wielkość tejże siły. Dla mnie to było oczywiste, bo efekt Coanda to tylko obserwowalny efekt występowania lepkości ośrodka. W idealnej cieczy by go nie było, bo struga o większej energii(prędkości) leciałaby sobie prosto w nieskończoność.

Spływ po to jest niemal z kątem zerowym pomiędzy górą i dołem, żeby strugi schodzące biegły poziomo.To eliminuje z działania efekt Coanda.

 

Bo gdyby faktycznie był działający z dużą "siłą" to doskonałość skrzydła dążyłaby do nieskończoności dostając napęd odrzutowy. To taki żart, to chyba zrozumiałe.

 

Górny obrys od natarcia  jest prostoliniowy, by pokazać że to nie odbijanie się strug powietrza wywołuje siłę nośną. Gdyby tak było , siła nośna byłaby skierowana w dół.

 

Wpływ kąta natarcia czy wychylania lotek lub klap to proste oddziaływanie na grubszą, czyli o większej energii warstwę powietrza. Z większej energii można uzyskać większą siłę nośną. Po prostu.

Tak to niestety wygląda.

[Patryk Sokol]

A zwróciłeś uwagę na rozkład ciśnienia na 1 i 2?

Ujemne ciśnienie jest dokładnie na łuku, czyli tam gdzie struga zmienia swój kierunek, później jest ono ujemne nieznacznie (struga zmieniła kierunek, struga pociągnęła w górę).

 

Plus nikt nie mówi, że łukowe kształty są gorsze, pewnie że są lepsze, na tyle lepsze, że kanciate nawet obliczyć się nie dają.

 

Co do trzeciego, to sprawa jest bardziej zwodnicza, bo za tym garbem dochodzi do separacji warstwy laminarnej i efekt taki, że struga nie zaczyna poruszać się równo.

Z innych rzeczy które musisz zauważyć, za garbem masz dodatni gradient ciśnienia, tam profil produkuje ujemną siłę nośną.

 

Niestety, nic nie obaliłeś, wszystkie fenomeny wyjaśnić potrafię

[wapniak]

A zwróciłeś uwagę na rozkład ciśnienia na 1 i 2?

Ujemne ciśnienie jest dokładnie na łuku, czyli tam gdzie struga zmienia swój kierunek, później jest ono ujemne nieznacznie (struga zmieniła kierunek, struga pociągnęła w górę).

 

Plus nikt nie mówi, że łukowe kształty są gorsze, pewnie że są lepsze, na tyle lepsze, że kanciate nawet obliczyć się nie dają.

 

Co do trzeciego, to sprawa jest bardziej zwodnicza, bo za tym garbem dochodzi do separacji warstwy laminarnej i efekt taki, że struga nie zaczyna poruszać się równo.

Z innych rzeczy które musisz zauważyć, za garbem masz dodatni gradient ciśnienia, tam profil produkuje ujemną siłę nośną.

 

Niestety, nic nie obaliłeś, wszystkie fenomeny wyjaśnić potrafię

Nic nie wyjaśniasz, niestety.

Nie wiem co masz na myśli z tymi ciśnieniami.

Wydaje mi się , że nie wiesz jak interpretować rozkład ciśnień wzdłuż profilu.

To ujemne ciśnienie jak piszesz, to podciśnienie powstałe wskutek rozpędzenia strug wywołanego większą  grubością profilu w miejscu opływu. To takie przewężenie w rurze Bernouliego.

Obecność profilu niejako zmniejsza dostępny przekrój w rurze. Ta rura to oczywiście atmosfera.ale tak to trzeba rozumieć. Mniejszy przekrój rury to większa prędkość i mniejsze ciśnienie.

 Na tym polega prawo Bernouliego, wzrost prędkości powoduje spadek ciśnienia, czyli wzrost jak to nazywasz ujemnego ciśnienia. To dość pokrętne, trudno to tłumaczyć, bo prawo Bernoulliego nie jest intuicyjne. Podciśnienie na górnej stonie profilu ciągnie górną stronę profilu do góry, czyli wywołuje siłę nośną, Wzrost ciśnienia pod spodem profilu wypycha dolną stronę profilu do góry, też wywołując siłę nośną. Na dolnej stronie suma ciśnień jest znacznie mniejsza niż na górnej. Dół profilu nie lata, góra lata, pamiętasz?

 

Rozkładem ciśnień się nie przejmuj. To ich suma określa całkowitą siłę nośną skrzydła.

Rozkład ciśnień wzdłuż profilu dobiera się  w celu uzyskania odpowiedniego rozkładu siły nośnej wzdłuż profilu, patrz profile symetryczne o stałym momencie parcia, i profile samostateczne o jego ujemnym przebiegu.

Jak się przyjrzysz rozkładowi ciśnień to odpowiada on rozkładowi siły nośnej wzdłuż profilu.

Z tym , że ten program źle je pokazuje w okolicy krawędzi natarcia. Zmiany ciśnień zaczynają się przed krawędzią natarcia, to widać na filmach z tuneli aerodynamicznych. Rozdział warstw zaczyna się dużo przed skrzydłem.

Program po prostu nie potrafi przewidzieć gdzie zacznie  się profil i dlatego zsumowane zmiany ciśnienia przed krawędzią natarcia pokazuje na początku wykresu jako wysokie szpilki.

Ale nie wymagajmy od autora programu uwzględnienia aż tak wielu zagadnień.To co liczy ten program wystarczy do wyrobienia sobie poglądu na jakość i pracę profilu.

 

Wykresy trzeba rozumieć.

 

Jeśli się zapamięta, że mniejszy przekrój to większa prędkość i mniejsze ciśnienie, i to zrozumie z czego to wynika, to prawo Bernoulliego jest bardzo proste do zastosowania.

Znacznie prostsze niż te wszystkie próby zastąpienia go innymi teoryjkami.

 

Edit:

 

Trzeba sobie przypomnieć zjawiska powstające przy podlewaniu ogródka. A jak się nigdy nie podlewało, to jazda w te pędy do babci na wieś.

Mamy długi wąż a w nim wodę . Długość węża odzwierciedla lepkość i bezwładność wody. Wąż pddłączony do sieci wodociągowej . Odkręcamy kram na tyle by woda równym (laminarnym) strumieniem z niego płynęła. Ustawiamy wylot węża poziomo i widzimy, że woda odlatuje na np 1 m od węża zanim spadnie na ziemię. Posiada jakąś prędkość.

Teraz zaczynamy wsadzać  palec w wylot węża i obserwujemy, że w miarę zmniejszania się otworu wylotowego węża woda leci coraz dalej. Tak  właśnie prawo Bernouliego daje się zaobserwować w praktyce. Mniejszy przekrój, dalej lecąca woda, większa prędkość.

Powietrze wokół to ta woda tylko trochę rzadsza (800 razy rzadsza mniej więcej), wąż to przestrzeń wokół nas a profil to ten palec którym zatykamy otwór węża.

Jak się to zrozumie, to cała reszta to betka, nie ma takiej rury na świecie , której nie można odetkać.

 

Uff, to chyba byłoby na tyle. Jeśli ktoś ma jakieś pytanie, to proszę bardzo, postaram się wszelkie niejasności wyjaśnić.

[wapniak]

No i najważniejsze, wypadałoby się zastanowić, co zrobić z tamtymi dwoma tematami, jednym podpiętym, bo sieją zamieszanie w głowach czytelników.

[cZyNo]

no i książkę napisać trzeba jak sie takim zdolnym jest

[poharatek]

 

 Na tym polega prawo Bernouliego, wzrost prędkości powoduje spadek ciśnienia, czyli wzrost jak to nazywasz ujemnego ciśnienia. To dość pokrętne, trudno to tłumaczyć, bo prawo Bernoulliego nie jest intuicyjne. 

Spadek ciśnienia został spowodowany przez wzrost prędkości.

Ok - ale co spowodowało, że powietrze przyśpieszyło?

Od praw Newtona ucieczki nie ma

 

Widzisz, dla mnie (i podejrzewam, że dla  99% użytkowników tego forum), nie jest potrzebny dokładny, matematyczny model powstawania siły nośnej, ale właśnie takie intuicyjne pojmowanie zjawisk zachodzących na płacie.

Dlaczego więc upierasz się, przy stosowaniu nieintuicyjnego (co sam przyznajesz) paradygmatu?

 

Odnosząc całą dyskusję do mojego skromnego doświadczenia modelarskiego:

Na samym początku, oblatując (lub próbując oblatać) pierwszy model - całkowicie wystarczającym wytłumaczeniem jest: model lata, bo skrzydło generuje siłę nośną.

Później buduje się następne i następne i następne...

Część fajnie lata, a część jakoś qrde nie chce. I wtedy wyjaśnienie, że ten "sam lata, bo święci pobłogosławili", a ten ni cholery nie chce, bo "szaman przeklął" już przestaje wystarczać.

Sam mam na koncie jednego totalnego nielota i jeden model, których został ulotniony po wielkich bólach i przeróbkach.

 

Szukając odpowiedzi "dlaczego" doszedłem, że pochrzaniłem coś z kątami zaklinowania skrzydła i statecznika pionowego.

Jako następny model będę budował Fairey Barracuda - samolot ten latał na dużym kącie zaklinowania skrzydła (+4,5o), bo chcę mieć opanowane te kąty zarówno od strony dokładnego odwzorowania ich w modelu, jak i zrozumienia dlaczego są takie, a nie inne.

Nie jest mi potrzebne dokładne wyliczenie - wartości mogę przyjąć z planów, Chodzi mi o pojęcie dlaczego.

 

W związku z tym bardzo się ucieszyłem z wykładu Patryka.

Powstanie siły nośnej jako wynik zmiany pędu powietrza jest dla mnie łatwiejsze do zrozumienia niż nieco abstrakcyjne "wędrówki pęcherzyków".

Dodatkowo ściśle wiąże siłę nośną z kątem natarcia, co za tym idzie tłumaczy po co są wprowadzane te niezerowe kąty zaklinowania.

 

Starałem się przeczytać ze zrozumieniem, to, co Patryk napisał, zacząłem też szukać na własną rękę opracowań w tym zakresie.

Wydaje mi się, że powoli zaczynam ogarniać ten temat.

Czy mi się to udało - okaże się gdzieś w maju, gdy będę próbował ulotnić Barracudę

[cZyNo]

no i zawsze może sie znaleźć coś tam innego do dyskusji: https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/bernnew.html

bo takie nudny na forum, coby otworzyć czachy na troche powietrza

a jak ktoś lubi sie pobawić to nawet jest taka gra: https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/wrong1.html

[Patryk Sokol]

W związku z tym bardzo się ucieszyłem z wykładu Patryka.

Powstanie siły nośnej jako wynik zmiany pędu powietrza jest dla mnie łatwiejsze do zrozumienia niż nieco abstrakcyjne "wędrówki pęcherzyków".

Dodatkowo ściśle wiąże siłę nośną z kątem natarcia, co za tym idzie tłumaczy po co są wprowadzane te niezerowe kąty zaklinowania.

 

 

Tak tylko żeby się upewnić - zauważyłeś, że ostatnie rozdziały mówiły już o wędrówce pęcherzyków? 

[poharatek]

no i zawsze może sie znaleźć coś tam innego do dyskusji: https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/bernnew.html

bo takie nudny na forum, coby otworzyć czachy na troche powietrza

a jak ktoś lubi sie pobawić to nawet jest taka gra: https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/wrong1.html

Jurek, z tymi linkami do NASA możesz dać sobie spokój.

Według Darka "NASA kłamie i koloruje Ziemię"

 

Tak tylko żeby się upewnić - zauważyłeś, że ostatnie rozdziały mówiły już o wędrówce pęcherzyków? 

A i owszem, ale nie o ich smutnych pożegnaniach i radosnych spotkaniach.

[cZyNo]

Jurek, ż tymi linkami do NASA możesz dać sobie spokój.

Według Darka "NASA kłamie i koloruje Ziemię"

 

Ale przeczytaj...to tyczy sie nie tylko Darka

[poharatek]

Ale one już były podawane, w pierwotnym wątku Patryka.

Stąd też znane jest stanowisko Darka co do wiarygodności NASA

[Patryk Sokol]

Z tym, że dwie ostatnie kropki (w wrong1.html) mówią o tym co ja mówiłem -  prawo Bernoulliego nadaje sie tylko do modelowanie zmian prędkości znając ciśnienie, albo modelowania ciśnienia znając prędkość, nikt z NASA się nie kłóci. 

[cZyNo]

Ale one już były podawane, w pierwotnym wątku Patryka.

Stąd też znane jest stanowisko Darka co do wiarygodności NASA

Ale nie do końca Ty to przeczytałeś

A Darek ... lubi wiedzę historyczna. Co nie znaczy ze w pełni aktualną

[wapniak]

Spadek ciśnienia został spowodowany przez wzrost prędkości.

Ok - ale co spowodowało, że powietrze przyśpieszyło?

Od praw Newtona ucieczki nie ma

 

 

Przeczytaj jeszcze raz , bo trochę dopisałem do posta.

 

Wykresy trzeba rozumieć.

 

Jeśli się zapamięta, że mniejszy przekrój to większa prędkość i mniejsze ciśnienie, i to zrozumie z czego to wynika, to prawo Bernoulliego jest bardzo proste do zastosowania.

Znacznie prostsze niż te wszystkie próby zastąpienia go innymi teoryjkami.

 

Edit:

 

Trzeba sobie przypomnieć zjawiska powstające przy podlewaniu ogródka. A jak się nigdy nie podlewało, to jazda w te pędy do babci na wieś.

Mamy długi wąż a w nim wodę . Długość węża odzwierciedla lepkość i bezwładność wody. Wąż pddłączony do sieci wodociągowej . Odkręcamy kram na tyle by woda równym (laminarnym) strumieniem z niego płynęła. Ustawiamy wylot węża poziomo i widzimy, że woda odlatuje na np 1 m od węża zanim spadnie na ziemię. Posiada jakąś prędkość.

Teraz zaczynamy wsadzać  palec w wylot węża i obserwujemy, że w miarę zmniejszania się otworu wylotowego węża woda leci coraz dalej. Tak  właśnie prawo Bernouliego daje się zaobserwować w praktyce. Mniejszy przekrój, dalej lecąca woda, większa prędkość.

Powietrze wokół to ta woda tylko trochę rzadsza (800 razy rzadsza mniej więcej), wąż to przestrzeń wokół nas a profil to ten palec którym zatykamy otwór węża.

Jak się to zrozumie, to cała reszta to betka, nie ma takiej rury na świecie , której nie można odetkać.

 

 

A Darek ... lubi wiedzę historyczna. Co nie znaczy ze w pełni aktualną

 

Rozczarowałeś mnie, sądziłem , że rozumiesz zagadnienia związane z aerodynamiką...

[stan_m]

Na tym etapie dyskusji mam jedną uwagę do Kolegi Dariusza...

Nie jest dobrym kierunkiem rozważań TWORZENIE przykładów mających udowodnić założoną tezę. Przykłady powinny być wzięte "z życia" czyli być działającymi w oparciu o odkryte prawa fizyki. To tak jak gdyby udowadniać,że istnieje projekt samolotu, który NIE LATA-bez trudu można taki narysować ale co z tego?

Tyle dygresja.

Gdyby jednak przyjąć, że jedynie różnica ciśnień dolnego i górnego przepływu powoduje powstawanie siły nośnej to nie sposób nie zauważyć, że takowa spowoduje przepływ gazu spod skrzydła nad skrzydło czyli UDERZANIE cząsteczek powietrza w dolną powierzchnię skrzydła czyli nastąpi "wymiana" pędu czyli zaistnieje III Zasada Dynamiki Newtona.

Różnica ciśnień powoduje przepływ powietrza tak samo jak różnica potencjałów elektrycznych powoduje przepływ prądu elektrycznego (ruch elektronów). Jednak to prąd elektryczny wykonuje "pracę" a nie różnica potencjałów. Tak samo "pracę" wykonują cząsteczki powietrza a nie różnica ciśnień...

Uwaga ostatnia:

W temacie aerodynamiki i mechaniki lotu polecam szczególnie czytanie opinii dobrych studentów ostatnich lat MEIL-u lub młodych magistrów inżynierów tego wydziału o spec. lotniczej. Mają oni bowiem najlepszy przegląd nowości naukowych w w/w dziedzinach bo aczkolwiek zasadnicze zjawiska zostały sformułowane już dawno to jednak istotne szczegóły pojawiają się nieoczekiwanie co wynika z olbrzymiej mocy obliczeniowej mikroelektroniki i nowoczesnych metod badawczych. "Stare Konie" nie mają czasu tego śledzić bo np. projektują samoloty nierzadko za pomocą suwaka logarytmicznego...

[wapniak]

Na tym etapie dyskusji mam jedną uwagę do Kolegi Dariusza...

Nie jest dobrym kierunkiem rozważań TWORZENIE przykładów mających udowodnić założoną tezę. Przykłady powinny być wzięte "z życia" czyli być działającymi w oparciu o odkryte prawa fizyki. To tak jak gdyby udowadniać,że istnieje projekt samolotu, który NIE LATA-bez trudu można taki narysować ale co z tego?

Tyle dygresja.

Gdyby jednak przyjąć, że jedynie różnica ciśnień dolnego i górnego przepływu powoduje powstawanie siły nośnej to nie sposób nie zauważyć, że takowa spowoduje przepływ gazu spod skrzydła nad skrzydło czyli UDERZANIE cząsteczek powietrza w dolną powierzchnię skrzydła czyli nastąpi "wymiana" pędu czyli zaistnieje III Zasada Dynamiki Newtona.

Różnica ciśnień powoduje przepływ powietrza tak samo jak różnica potencjałów elektrycznych powoduje przepływ prądu elektrycznego (ruch elektronów). Jednak to prąd elektryczny wykonuje "pracę" a nie różnica potencjałów. Tak samo "pracę" wykonują cząsteczki powietrza a nie różnica ciśnień...

Uwaga ostatnia:

W temacie aerodynamiki i mechaniki lotu polecam szczególnie czytanie opinii dobrych studentów ostatnich lat MEIL-u lub młodych magistrów inżynierów tego wydziału o spec. lotniczej. Mają oni bowiem najlepszy przegląd nowości naukowych w w/w dziedzinach bo aczkolwiek zasadnicze zjawiska zostały sformułowane już dawno to jednak istotne szczegóły pojawiają się nieoczekiwanie co wynika z olbrzymiej mocy obliczeniowej mikroelektroniki i nowoczesnych metod badawczych. "Stare Konie" nie mają czasu tego śledzić bo np. projektują samoloty nierzadko za pomocą suwaka logarytmicznego...

 

Może i nie jest dobrym przykładem, ale prawo opisujące powstawanie siły nośnej powinno pozwalać na opisanie wszelakich profili, a nie tylko wybranych. Inaczej wydaje się oszustwem.

 

Tego przepływu powietrza z dołu do góry nie rozumiem, ma się to dokonać wskroś profilu? Przecież następuje przepływ, ale poza skrzydłem, wiry brzegowe to pokazują.

Wzrost ciśnienia pod profilem również powoduje powstawanie siły na dolnej stronie profilu, też o tym pisałem.

Przede wszystkim,  prawo Bernouliego nie stoi w opozycji do III zasady dynamiki Newtona. Opisuje "tylko" sposób w jaki jest przekazywana energia na skrzydło samolotu. Prosto, jednoznacznie, dla każdego profilu.

Wychodząc z założenia , że prawo Bernouliego jest podwładne w stosunku do III zasady, można by powiedzieć że nie jest w ogóle potrzebne, bo i do czego. Ale gdyby go nie było, to mielibyśmy takie pokrętne teorie jak Patryka.

Ale to akademickie dywagacje, typu : wychodząc  z pokoju , włączyłem źródło czarnego światła i zrobiło się w pokoju ciemno   .