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NORMAS DEL FORO: OBLIGATORIA SU LECTURA

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Conversaciones entre Newton y Bernouilli

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  • #16
    Re: Conversaciones entre Newton y Bernouilli

    Al Prandtl este lo conozco yo!! de sus teorias de la torsión en el analisis estructural. No sabia que fue un guru de la aerodinamica

    Aprovechando que el Pisuerga pasa por aquí... ¿tu podrias indicarme un texto donde explique como se distribuyen las fuerzas que van a los puños de una vela, a partir de la accion del viento que incide sobre ella y de la "forma de la vela" (profundidad de bolsa o relacion flecha/cuerda; posicion de la bolsa; y alabeo...)

    Nada que sea sesudo... Tan solo una formulacion aproximada, para al menos tener un numero de referencia y poder estimar las cargas que actuan en los puntos de anclaje de las velas...

    Saludos

    Comentario


    • #17
      Re: Conversaciones entre Newton y Bernouilli

      hola, Keith11, un saludo, pues no lo sé, lo que he leído es que hay que suponer una fuerza igual a la fuerza total de la vela

      es difícil encontrar buenos libros y el foro BoatDesign tiene un buscador que es una castaña y es bajar a una mina de carbón

      lo más directo es tener la suerte de encontrar lo buscado en un congreso como hiswa



      a ver si encuentro algo
      John F. Kennedy decía que los violentos fanáticos Rusos, Ucranianos, Polacos y Lituanos que invadieron (1917-) Palestina debían pagar las miles de casas que robaron o permitir a los lugareños volver a sus casas

      Desde el gueto de Gaza (de tipo alemán con administración autónoma como el gueto de Varsovia) muchos pueden ver a lo lejos las fincas de sus abuelos: - mira, allí un Ucraniano y un Ruso de una etnia medieval forjada por rabinos (1033-) le metieron una bala en el cráneo a mi abuela

      Comentario


      • #18
        Re: Conversaciones entre Newton y Bernouilli

        recuerdo que cuando en BoatDesign salió la discusión de la tensión en la escota de la Mayor la vieja guardia decía que las fórmulas tradicionales sobredimensionan una barbaridad, algo que encaja con la tradición en los barcos

        he estado mirando la que usa Harken



        y viene a ser 2 veces la fuerza máxima (que ronda un coeficiente de 1,5) que al final viene a ser multiplicar x 3

        así que como lo normal en un barco es multiplicar todo x 2 y x 3 me imagino que por eso nadie habla en concreto de cuánta tensión hay exactamente aquí y allá
        John F. Kennedy decía que los violentos fanáticos Rusos, Ucranianos, Polacos y Lituanos que invadieron (1917-) Palestina debían pagar las miles de casas que robaron o permitir a los lugareños volver a sus casas

        Desde el gueto de Gaza (de tipo alemán con administración autónoma como el gueto de Varsovia) muchos pueden ver a lo lejos las fincas de sus abuelos: - mira, allí un Ucraniano y un Ruso de una etnia medieval forjada por rabinos (1033-) le metieron una bala en el cráneo a mi abuela

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        • #19
          Re: Conversaciones entre Newton y Bernouilli




          Coeficiente de Sustentación (CL)
          Angulo de Ataque (AoA)
          Alargamiento (AR, Aspect Ratio)

          (bueno, con la escala del ángulo de ataque no sé qué carallo he hecho)

          primer experimento

          agarramos y metemos en el túnel de viento un Ala de alargamiento infinito, así, un Ala de tamaño infinito qué menos, es la más fácil de construir y estudiar pues es el Ala que va de pared a pared del túnel de viento

          vamos subiendo el ángulo de ataque y va subiendo la sustentación hasta algo más de 1,6 con 15 grados y luego la sustentación se desploma

          segundo experimento

          metemos en el túnel de viento un Ala con un alargamiento de 10 (AR = 10) y resulta que se parece bastante al Ala de alargamiento infinito, pues el coeficiente de sustentación se aproxima a 1,5 con 15 grados de ángulo de ataque

          bien

          de aquí deducimos que con cada grado de ángulo de ataque se consigue entre 0,10 y 0,11 de coeficiente de sustentación

          tercer experimento

          metemos en el túnel de viento una solitaria Vela de alargamiento 2 (AR = 2)

          y la Vela consigue un coeficiente de sustentación de alrededor de 1,5 con 30 grados de ángulo de ataque

          y llega Ludwig Prandtl y hace una teoría que nadie entiende pero de esa teoría se deduce una sencilla fórmula que es capaz de explicar que las dos cosas obedecen a lo mismo
          John F. Kennedy decía que los violentos fanáticos Rusos, Ucranianos, Polacos y Lituanos que invadieron (1917-) Palestina debían pagar las miles de casas que robaron o permitir a los lugareños volver a sus casas

          Desde el gueto de Gaza (de tipo alemán con administración autónoma como el gueto de Varsovia) muchos pueden ver a lo lejos las fincas de sus abuelos: - mira, allí un Ucraniano y un Ruso de una etnia medieval forjada por rabinos (1033-) le metieron una bala en el cráneo a mi abuela

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          • #20
            Re: Conversaciones entre Newton y Bernouilli



            cuarto experimento

            nos ponemos a jugar con placas planas hechas de chapa, y vemos que lo máximo que se puede conseguir con una placa plana es un coeficiente de 0,8 en dos dimensiones

            y ahora curvamos la chapa ... y -oh sorpresa- produce sustentación con un ángulo de ataque de cero patatero

            fenómenos bien conocidos, pero que nadie te explica bien porque unos se van por nubes teóricas y otros se quedan atrapados en una nube de datos, y entre unos y otros los que buscamos hacer estimaciones reales en el mundo real acabamos con la cabeza caliente y los pies frío con tanta teoría que no hay nadie que entienda

            por fortuna un día me topé con un buen aficionado/apasionado: un físico aficionado a los veleros a radiocontrol:



            y entre todo el enredo teórico de siempre ... apareció lo que buscaba

            cl_2d = 0,8 + 4 pi x (flecha / cuerda)

            joooooder, asín sí
            John F. Kennedy decía que los violentos fanáticos Rusos, Ucranianos, Polacos y Lituanos que invadieron (1917-) Palestina debían pagar las miles de casas que robaron o permitir a los lugareños volver a sus casas

            Desde el gueto de Gaza (de tipo alemán con administración autónoma como el gueto de Varsovia) muchos pueden ver a lo lejos las fincas de sus abuelos: - mira, allí un Ucraniano y un Ruso de una etnia medieval forjada por rabinos (1033-) le metieron una bala en el cráneo a mi abuela

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            • #21
              Re: Conversaciones entre Newton y Bernouilli

              así ya tenemos una caja de herramientas con 3 herramientas

              una herramienta para traducir a tres dimensiones:

              CL_3d = cl_2d / (1 + (2 / AR))

              y dos herramientas para estimar el coeficiente de sustentación en dos dimensiones:

              cl_2d = 0,10 x AoA

              cl_2d = 0,8 + 4 pi x (flecha / cuerda)

              la primera la usamos para orzas y timones y ángulos de ataque pequeños, y la segunda la usamos para velas y ángulos de ataque grandes

              además tenemos que tener en cuenta dos cosas:

              -es muy difícil conseguir un coeficiente (CL_3d) mayor de 1,5 con un Ala simple o una Vela solitaria, así que en principio 1,5 actúa como tope

              -el embolsamiento más grande con el que podemos contar es la mitad del ángulo de ataque, no podemos calcular suponiendo el embolsamiento que nos de la gana porque no sería realista, ejemplo: con un ángulo de ataque de 20 grados podemos suponer un embolsamiento del 10% (0,10 = flecha / cuerda)

              con esta pequeña caja de herramientas podemos montar y desmontar bastantes casos de Alas sencillas y Velas

              ---

              el primer modelo que se propagó fue el modelo de Hazen publicado en 1980, A Model of Sail Aerodynamics for Diverse Rig

              y de ahí viene el actual modelo de ORC

              The Offshore Racing Congress is the world leader in rating technology, serving 45 countries in modern VPP-based handicap systems for a fair and competitive sailing .


              el modelo de Hazen simplemente presupone que en ceñida la tripulación trima las velas hasta conseguir un coeficiente de 1,5 y si el barco escora mucho y no aguanta tanta fuerza entonces se aplana (Flat) las velas quitándoles embolsamiento y se reduce (Reef) la superficie vélica, aunque en realidad lo que se hace es aplanar, abrir y darle torsión/alabeado a las velas

              la mayoría de los Programas de Predicción de la Velocidad (VPP) están basados en el fondo en el modelo de Hazen

              el modelo de Hazen refleja cómo son los veleros de regatas: hay un montón de trapo y luego aplanar y aplanar y aplanar con tensión, tensión y más tensión

              desde el punto de vista de un crucerista o transportista de latas de cervezas la forma de actuar de los regateros es un poco extraña

              ¿para qué narices quieren tanto trapo si después les sobra potencia/fuerza por todos lados?

              Y es que la Sustentación, Lift, es la mitad de la película, la otra mitad de la película es la Resistencia aerodinámica: Drag, el arrastre

              los regateros están obsesionados con el arrastre, están obsesionados con la resistencia aerodinámica, tanto que han impuesto sus obsesiones a todos los demás, así podemos ver cómo vamos navegando la tribu de los cruceristas: dingui colgando de un arco-portería, un toldo, un motor fueraborda, un cargador eólico, una placa solar, una tremenda capota ... y el palo/mástil agujereado para esconder las drizas no vaya a ser que una driza por fuera del palo roce mucho con el viento y frene al velero creando "resistencia aerodinámica parásita" ... y un palo/mástil alto alto rascando el cielo no vaya a ser que haya mucha "resistencia inducida" rumbo a la boya de barlovento

              los así llamados 'cruceros' son como concepto barcos de regatas de los años 60-70-80 del siglo pasado pero con muebles, y últimamente con popa ancha y un poco más de timón

              mi próximo velero será un barco optimizado para el honrado transporte de latas de cerveza y fabada y llevará un palo chiquitajo y al palo ni tocarlo, cerrado por los dos extremos, y las drizas por fuera

              ¿cuál es la mejor forma de optimizar un velero para la ceñida?

              pues cortar el casco por la mitad (como los veleros deportivos que navegan top less sólo con la parte de abajo del casco) luego cortar la tripulación por la mitad y luego cortarle la cabeza al patrón, todo sea por reducir la resistencia aerodinámica

              John F. Kennedy decía que los violentos fanáticos Rusos, Ucranianos, Polacos y Lituanos que invadieron (1917-) Palestina debían pagar las miles de casas que robaron o permitir a los lugareños volver a sus casas

              Desde el gueto de Gaza (de tipo alemán con administración autónoma como el gueto de Varsovia) muchos pueden ver a lo lejos las fincas de sus abuelos: - mira, allí un Ucraniano y un Ruso de una etnia medieval forjada por rabinos (1033-) le metieron una bala en el cráneo a mi abuela

              Comentario


              • #22
                Re: Conversaciones entre Newton y Bernouilli



                algunos Coeficientes (Cd) de Resistencia Aerodinámica, Drag

                0,021 Phantom F4

                0,25 Toyota Prius

                0,58 Jeep

                0,6 - 0,7 Tractor

                1 - 1,2 un cable y un cabo

                1,1 - 1,3 esquiador volando

                1,3 - 1,5 Empire State Building

                1,8 - 2 Torre Eiffel

                el casco de un velero es más o menos como un tractor
                John F. Kennedy decía que los violentos fanáticos Rusos, Ucranianos, Polacos y Lituanos que invadieron (1917-) Palestina debían pagar las miles de casas que robaron o permitir a los lugareños volver a sus casas

                Desde el gueto de Gaza (de tipo alemán con administración autónoma como el gueto de Varsovia) muchos pueden ver a lo lejos las fincas de sus abuelos: - mira, allí un Ucraniano y un Ruso de una etnia medieval forjada por rabinos (1033-) le metieron una bala en el cráneo a mi abuela

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                • #23
                  Re: Conversaciones entre Newton y Bernouilli

                  Y ahora por dónde sigo yo?

                  La filosofía del hilo era contar de forma amena una discusión sobre la física de las velas muy extendida, eliminar algunas leyendas urbanas y dar una respuesta asequible y entendible cuando alguien nos pregunta porqué un velero remonta el viento. El resultado final ya lo ha adelantado en parte U25pies, la respuesta es que los dos tienen razón. Pero no es que colaboren las aportaciones, más bien es la resolución física de un problema tratado desde dos puntos de vista distintos, uno el energético y el otro a partir de las ecuaciones del movimiento de la dinámica newtoniana. Ambas son explicaciones válidas al fenómeno.

                  Con el desarrollo que ha tenido en estos días que no he podido dedicar tiempo a escribir pues ya no se si encaja continuar por la línea original. Desde luego pretendía algo más didáctico, pero se agradecen las intervenciones

                  Intentaré retomarlo pero ya como que no encaja hablar de física del siglo XVIII con tanto coeficiente del siglo XXI

                  "Nunca te acostarás sin haber leído un post de La Taberna nuevo"

                  Comentario


                  • #24
                    Respuesta: Conversaciones entre Newton y Bernouilli

                    Por favor, sigue, a mi mi estaba encantando tu enfoque!!!
                    La mejor explicación (que no lo es, mas bien da una idea) que yo había encontrado a por que un barco puede remontar el viento, la conseguía soplando un folio y viendo que el folio se acercaba en lugar de alejarse del flujo de viento.
                    Me encantaría poder dar una explicación mejor (apta para todos los públicos)

                    Comentario


                    • #25
                      Re: Conversaciones entre Newton y Bernouilli


                      Zephyros ya has hablado de la succion que se produce y en el ultimo parrafo ibas a contar como la vela desviaba enormes cantidades de aire hacia popa .
                      Editado por última vez por javib; 26/06/2015, 08:55:45.

                      Comentario


                      • #26
                        Re: Conversaciones entre Newton y Bernouilli

                        Zaphyros por favor sigue con tu enfoque. Para los que no somos muy buenos en física ese montón de formulas no son fáciles de digerir. Yo personalmente seguiría con el enfoque más simple y redactado para ver si nos graduamos y cuando tú termines que empiecen las aportaciones para el master,

                        Estoy seguro que se complementarían muy bien y se agradecerían mucho una vez que se ha visto mas claramente, aunque sea menos exacto o preciso (no se si es así).

                        En cualquier caso yo te animo a seguir por donde ibas, aunque luego volvamos a releer las aportaciones mas de formulas, que yo, sin ánimo de despreciar el esfuerzo y la aportación (pero me cuesta digerirla), me las he saltado solo con una lectura superficial.

                        Comentario


                        • #27
                          Re: Conversaciones entre Newton y Bernouilli

                          Error
                          Editado por última vez por Winder; 26/06/2015, 11:30:10.

                          Comentario


                          • #28
                            Re: Conversaciones entre Newton y Bernouilli

                            Originalmente publicado por lao Ver Mensaje
                            Zaphyros por favor sigue con tu enfoque. Para los que no somos muy buenos en física ese montón de formulas no son fáciles de digerir. Yo personalmente seguiría con el enfoque más simple y redactado para ver si nos graduamos y cuando tú termines que empiecen las aportaciones para el master,

                            Estoy seguro que se complementarían muy bien y se agradecerían mucho una vez que se ha visto mas claramente, aunque sea menos exacto o preciso (no se si es así).

                            En cualquier caso yo te animo a seguir por donde ibas, aunque luego volvamos a releer las aportaciones mas de formulas, que yo, sin ánimo de despreciar el esfuerzo y la aportación (pero me cuesta digerirla), me las he saltado solo con una lectura superficial.
                            Me sumo.


                            Por cierto:
                            "U25pies" tiene un hilo http://foro.latabernadelpuerto.com/s...d.php?t=131453 "recetas para un balandro moderno", muy interesante, en el que trata estas fórmulas, además de otras cuestiones sobre la sustentación y más.
                            Editado por última vez por Winder; 26/06/2015, 11:23:45.

                            Comentario


                            • #29
                              Re: Conversaciones entre Newton y Bernouilli

                              Zephyros, yo también estaría encantado de que continuases con tu historia, es muy entretenida y didáctica

                              Comentario


                              • #30
                                Re: Conversaciones entre Newton y Bernouilli

                                No puedo evitar dar mi opinión a favor de que son tres (al menos) los efectos que propulsan un barco de vela.
                                Es lo que me parece intuitivamente. Esos tres efectos puede que en realidad sea el mismo desglosado
                                ya que provienen del mismo fenómeno: interacción vela-viento.

                                1. Efecto succión (primer esquema)

                                La diferencia de presión, menor en sotavento y mayor en barlovento
                                tiran de la vela hacia sotavento, y con ella al barco, que escora.
                                La orza evita que el barco derive hacia sotavento por este efecto y mantenga el rumbo,
                                utilizando sólo la componente de la fuerza F en el sentido del rumbo.


                                2. Efecto cohete a reacción (segundo esquema).

                                La parte barlovento de la vela desvía aire hacia la zona de salida por la baluma. Este aire tropieza con el que allí hay,
                                creando una zona de mayor presión mayor tras ella (es como si la vela expulsara aire como un cohete por el lado
                                de barlovento hacia atrás).
                                Para compensar esta acción A, hay una reacción R que provoca que el barco avance huyendo en sentido
                                opuesto de la zona de mayor presión.


                                3. Efecto cuña (tercer esquema). (Puede formar parte del primer efecto).

                                Si tenemos una cuña de madera sobre hielo (no hay rozamiento) y aplicamos una fuerza vertical
                                con otra cuña menor (también sin rozamiento) sobre la primera,
                                es evidente que que la grande avanzará huyendo de la presión.

                                Este caso, en el barco, se corresponde con un rumbo de través perfecto.

                                La cuña grande, evidentemente es la vela, y la pequeña es el viento que incide.
                                Entre el viento y la vela (barlovento) no hay rozamiento.
                                La fuerza del hielo evitando que la cuña se hunda en él lo hace la orza al evitar la deriva del barco.
                                La falta de rozamiento que permiten a la cuña "escapar" hacia adelante la aporta el agua en el casco
                                del barco y el aire en la vela (sotavento).
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                                Editado por última vez por Garbinet; 28/06/2015, 10:43:40.
                                .

                                ¿Cómo propulsan las velas?

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