Программа прогнозирования скорости

Программа прогнозирования скорости ( VPP ) - это компьютерная программа, которая решает производительность парусной яхты в различных условиях ветра путем балансировки сил корпуса и паруса. VPP используются дизайнерами яхт , строителями лодок , модельными тестерами, моряками , парусаторами , также командами Кубка Америки , для прогнозирования производительности парусной лодки до его построения или до основных модификаций.

Фон

Первый VPP был разработан в Массачусетском технологическом институте в начале 1970 -х годов, когда Commodore H. Irving Pratt финансировал исследование для прогнозирования эффективности «парусной яхты, учитывая знания о его геометрии корпуса, буровой и парусной плане» .

Методология

VPP - это итерационные программы, которые требуют образованных предположений о начальных параметрах для начала работы. Как правило, VPP состоит из двух механизмов, модели лодки и алгоритма решения .

Первоначальные предположения о параметрах, включая скорость лодки (V _S ), угол пятки (φ), количество рифов и пластинс парусного паруса, вводятся в модель лодки . Используя эти входные параметры, алгоритм решения вычисляет разницу между движущей силой парусов и резистивной силой корпуса. Он также вычисляет момент правого, созданный корпусом и угла эксплуатации.

Поскольку движущая сила и резитивная сила вряд ли будут равны на первой итерации, алгоритм решения несет ответственность за регулирование входных параметров и балансировку сил, пока он не приведет максимально возможную скорость при каждом истинном угле ветра.

Модель гидродинамической силы

Устойчивые силы, действующие на корпус, и его придатки (киль, руль и другие плавники) могут быть разбиты на несколько меньших компонентов.

Жилесное сопротивление - этот тип сопротивления также известен как «трение кожи», так как считается, что он полностью происходит от сопротивления трения молекул воды, навязывающих силу, когда они проскользнули мимо смачивающейся поверхности корпуса и его придатках. Этот тип масштабирования сопротивления пропорционально смачиваемой поверхности и является одним из двух конститутивных компонентов сопротивления корпуса.
Устойчивость к остаточности - устойчивость к остаткам включает в себя все остальные оставшиеся типы сопротивления на вертикальном, обнаженном корпусе в спокойной воде. Причиной этой группировки является причина всех типов гидродинамического сопротивления, навязываемого на корпус лодки в движении, только вязкое сопротивление может быть чисто изолировано, так как оно масштабируется пропорционально площади смачиваемой поверхности. Таким образом, устойчивость к остаткам состоит в основном из устойчивости к изготовлению волн, вихревого образования и крупномасштабного разделения, все из которых слишком сложны, чтобы их можно было определить, эмпирически заданное предварительное знание геометрии корпуса. Эти типы сопротивления могут быть определены только путем тестирования модели.
Индуцированное сопротивление -индуцированное сопротивление является результатом несовершенной или неинфинитной подъемной поверхности (в данном случае киль, руль и любые другие придатки.) Когда подъем генерируется в трех измерениях, образуется закрытая циркуляция Полем Эта промывка изменяет скорость свободного потока, поворачивая его вниз, к нисходящей промыванию. Этот новый угол приводит к небольшому увеличению сопротивления, поскольку он имеет компонент в направлении свободного потока.
Проталкиваемое на каблуке - когда каблуки парусного яхты существуют корректировки, которые необходимо внести в базовое сопротивление корпуса из -за модифицированной геометрии корпуса, все из которых захвачены этим термином. Первое изменение - это смачиваемая площадь поверхности корпуса, которая приведет к большему вязкому сопротивлению в случае увеличения. Однако более значимыми являются изменения в устойчивости к остаткам на каброле. Подводная часть корпуса больше не будет симметричной и обычно приводит к повышению устойчивости к остаткам. Это особенно верно, если существуют серьезные изменения в соотношении луча к черновикам или продольному центру плавучести.
Добавленное сопротивление в волнах (R _aw ) - этот элемент представляет собой вычислительное или экспериментально полученное сопротивление из -за движения яхты в морском пути. Это сопротивление можно считать фактором либо истинной скорости ветра (V _T ), либо физических характеристик яхты.

Аэродинамическая модель силы

Поднять с парусов
Перетаскивать паруса
Индуцированное сопротивление

Решение и оптимизация

VPP решают для выступления яхты, разрешив все силы и моменты, действующие на яхту. Моменты подачи и рыскания можно предположить, что для простоты равны нулю.

Презентация

VPP производят много данных, поэтому презентация этих данных требует особого рассмотрения. Хотя табличный выход может быть ценным для определения конкретных значений, наиболее распространенным способом представления выхода VPP является полярный график. ^{[ 1 ]}

Использование

Парусная яхта дизайн

Парусная гандикация яхты

VPP используются различными организациями парусного спорта для оценки теоретической эффективности лодки, а затем назначают «гандикапы», чтобы позволить лодкам с разными стилями и размерами, чтобы участвовать в гонках друг против друга. IOR и IMS Правила гандикапа были одними из самых ранних пользователей VPP. В Соединенных Штатах наиболее распространенным правилом гандикапа является правило PHRF, разработанное и продвигаемое Ассоциацией парусного спорта Соединенных Штатов. ^{[ 2 ]} В то время как большинство других правил не учитывают прошлые результаты, PHRF различает себя, позволяя шкиперам запросить снижение гандикапа после ряда плохих гоночных результатов. В Европе наиболее распространенной системой гандикапа, используемой сегодня, является правило IRC. ^{[ 3 ]}

Коммерческие VPP

Windesign
AHVPP
Анализатор яхты Sailfish

Смотрите также

Ссылки

^ Полярная таблица Moonlebeam VPP
^ «Гоночный флот гандикапа США» . Ассоциация парусного спорта США. Архивировано из оригинала 2012-03-10 . Получено 2012-04-04 .
^ "IRC Rating" . IRC. Архивировано из оригинала 2012-03-23 . Получено 2012-04-04 .

Клотон, Ар; Wellicome, JF; Shenoi, RA (2006). Дизайн парусной яхты: теория . Саутгемптон, Великобритания. С. 109–143. ISBN 0-85432-829-7 . {{cite book}}: CS1 Maint: местоположение отсутствует издатель ( ссылка )

Внешние ссылки

Aerohydro Vpp
Книга правил IMS
Анализатор яхты Sailfish
Windesign VPP
Maurizio Cossutti Презентация и руководящие принципы для выступления в Хельсинки январь 2012 г.
- Презентация в Хельсинки 140112 ^{[ Постоянная мертвая ссылка ]}, merenkavijat.fi, orc
- Руководящие принципы следовать ^{[ Постоянная мертвая ссылка ]}, merenkavijat.fi, orc

[1] Полярная таблица Moonlebeam VPP

[2] «Гоночный флот гандикапа США» . Ассоциация парусного спорта США. Архивировано из оригинала 2012-03-10 . Получено 2012-04-04 .

[3] "IRC Rating" . IRC. Архивировано из оригинала 2012-03-23 . Получено 2012-04-04 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]