Physics of Stream Hungarian

Az áramlás fizikája/mélység & evezés

(Az evezés fizikájának a része )

Legutóbbi módosítások
  • 20-JAN-08 Updated alaprajz.

1. Bemutatás

Ennek az oldalnak a teremtését sarkallták a rec.sport.rowing újságfórum fölötti viták körülbelül miért evezés ár elleni vagy folyásirányú tapintások különböző, és szintén a mélység/sekély víz közti különbség.

Azzal fogom kezdeni, hogy azt mondom, hogy annyira evező folyásirányú tapintásokat teszek fel az evezésnél nehezebb ár elleni, melyik a személyes benyomásom, bár néhány érvelne amellett, hogy ez a másik út körbe – melyik nem tudok magyaráz kivesz tisztán pszichológiai hatásként.
Valamint diszkontálom a levegőellenállásban bekövetkező változást, i.e. mikor evezel folyásirányú mindig mozogsz gyorsabb az evezésnél viszonylagos a levegőbe ár elleni, annyira viszonylag beszélő, folyásirányú darabok vagy többe egy ellenszél az ár elleni daraboknál. Ez világosan helyes de, gondolkodom, elhanyagolható – megint véve személy szerint úgy gondolom, hogy különbséget tudok tenni fokozott vízellenállás és fokozott levegőellenállás között, és az ár elleni/a folyásirányú különbség velem szembeni vízellenállásnak hat.

 


2. Nyúlósság

Két felszínt, amit elválasztott folyadék, távolságnak talál h félre, a felső felszínnel mozogni V és az alacsonyabb felszínnél megszilárdult.
A folyadék szomszédos a felső felszínt tovább húzni fogják és szintén sebességnél fog mozogni V amíg a folyadék szomszédos az alacsonyabb felszín annyira mozdulatlan lesz az egy állandó sebességlejtő V/h (pengeként szintén ismert) elhelyezik a folyadékba.

Szám (2.1)

 


Ahogy bármilyen fizikatankönyv el fogja mondani neked, a Resistance R-nek, (kimért erőként egységterület) okozott nyúlósságot adnak:


(2.1) R = e dv*/dz*


hol e van a nyúlósság együtthatója (kimért kg/m/s, feltételezett állandó), és az nyesi dv/dz = V-ot/h ebben az esetben, annyira


(2.2) R = e.V/h


Ez elmondja azt a nyúlós akadályt neked (ellenállás) a felső felszín növekszik sebességhez viszonyított arányban. Mindazonáltal, ez van csak igazán helyzetekre vonatkozik hol a vízszintes hosszak sokkal nagyobbak, mint az elválasztás h, hogy a pengeréteg állandó legyen az egész hossz mentén.
Ez csak igaz arra, hogy hajók áteveznek, nagyon sekély (centizik) víz. A legtöbb célért egy jobb modellt igényelnek.

 


3. Hajóellenállás

Ahogy egy hajó mozdulatlan vízen keresztül mozog, az a meghajlásokkal érintkező vizet azonnal gyorsítják a hajósebességre V, de a pengeréteg csak rögzített sebességgel lefelé nőhet w (a molekulák durva szabad útvonala által lenyugodott). Annyira az alacsonyabb (légköri zavar) határ a pengeréteg lefelé lejt a meghajlásokból:

Szám (3.1)

 


Pont alatt x a hajótest mentén a határréteg egy ideje nőni fog t=x/V, annyira el fog érni egy mélységi h=W.t=W.x/V Sót, ami pontnál használja Eq.(2.1), a nyúlós akadályt, x adják:

(3.1) R(x) = e.V 2 /(W.x)


Ez az eredet az V 2 törvény a hajóellenállásra (cf. ellenállás, ami előző részben arányos V) – látja Section 2 Basics


4. Folyami áramlás

Folyami áramlást hajtanak az hydrostatic nyomásgradiens, ami állandó a folyó egész keresztmetszetén keresztül. Volt ez nem nyúlóssághatásokért, ez azt jelentené, hogy az áramlás, amit egyáltalán egyenlő sebességgel folyattak, mutat a keresztmetszeten belül, mióta mindegyik pontot ugyanazzal az erővel hajtják. Mindazonáltal nyúlósság miatt az áramlás lassabb a rögzített határ közelében (folyómeder és bankok) és gyorsabb a szabad határ közelében (felszín, mióta a levegő felajánlja viszonylag kevés ellenállásnak, hogy folyik), és a leggyorsabb áramlás lesz a legmesszibb a rögzített határról, melyik az oldalaktól távol levő eszközök és az, hogy a folyó hol legmélyebb.

Szám (4.1)

 


A diagram körbeviszi az áramlás egy keresztmetszetét egy egyenlőtlen folyómederben, a körvonalak áramlássebességet képviselnek.
Az áramlás rögzített határ mellett 0 éves, 1 rétegért 1 távol, és tehát. Ahogy a legtöbb folyóval, miközben szélesebb, mint a mélység, az áramlásarány a legtöbb helyben meglehetősen a távolságnál a mélység által határozott az oldalakról. A felszíni áramlás azért leggyorsabb ( 3 ) a jog fölött nyújts be csatornát és leglassabb begyűrt jogot az oldalakra, vagy a központi vonulat fölött.


5. Ellenálláson levő folyami áramlás hatása

Ha van bármilyen áramlás, az áramlásnak lesz a saját függőleges pengéje (bal oldali diagram 5.1. ábrában ). Section 3 egy hajó, ami állóvízen keresztül mozog, szintén fel fogja állítani a saját pengerétegét valami fix pontnál a hajótest alatt (helyes diagram).

Szám (5.1)


Amikor nekünk van egy hajónk, ami beköltöztet egy áramlást, ez a két penge össze fog adni ahogy Figben. (5.2)

Szám (5.2)


A bal oldali diagram mutatja a pengét, amit felállított az, hogy egy hajó mozgott, sebességnél ár elleni V viszonylagos a vízbe, melyik van maga megható sebességnél u viszonylagos a bankhoz vagy a folyómederbe. Ebben az ott levő ügyben van egy kevés érvénytelenítés a két pengeréteg között: a sebességpengét a hajó alatt csökkentik, úgyhogy az állóvíz-üggyel összehasonlítva kevesebb látható akadály van.
A helyes diagram mutatja a szemben fekvő helyzetet annak, hogy egy hajó mozog, folyásirányú.
Itt a pengét és látható akadályt növelik.


Általában, a gyorsabb az áramlás, vagy a sekélyebb a víz, a nagyobbak a penge annyira a nagyobb a különbség ellenállásban.


6. Sekély víz ellenállás

A részek közti különbség 2 és 3 az abban a korábbi ügyben, amit a pengeréteg megjavított, volt mélység míg az utóbbi ez folytonosan nőtt a hajóként, amit kihagytak.

Szám (6.1)


Sekély vízben a pengeréteg megérintheti az aljat abban, hogy ez melyik ügyet termeszti többé nem nyilvánvalóan, és Eq.(2.2) Eq.(3.1) jelentkezik. Első látásra lehet, hogy ez egy jó dolognak látszik, mióta Eq.(2.2) az akadály csak meglehetősen a sebesség négyzeténél sebességgel növekszik lineárisan Eq.(3.1) . Mindazonáltal neked emlékezned kell, hogy annyira legalsó hatásokat éreznek alacsony sebességeknél meglehetősen a magas sebességeknél (azóta a pengerétegnek több idő van lassú) és a pont hol az kettő egyenlővé válik van hol a pengeréteg elválik az aljból.

Annyira alacsony sebességeknél a sekély víz-ellenállás vonalas (mutatott a piros vonal által Fig 6.1) és nagyobb mint számítanának a másodfokú rezsimből (mutatott a kék vonal által) egy határtalan pengeréteggel. Megváltoztatni a víz mélységét van annak a hatása, hogy csökkentsék a vonalas rezsim lejtőjét, (megkülönböztető Eq.(2.2)):

(6.1) dR/dV = e/h


annyira annyira az átmenet (a pontnál + a diagramban) vonalas másodfokú alacsonyabb sebességeknél történik.


Tehát a víznek milyen sekélynek kell lennie, mielőtt észreveszed az aljat?
Tudsz kapni egy elképzelést a pengeréteg mélységéről azáltal, hogy megfigyeled az oldalsó turbulencia kiterjedését a hajó hajófaránál, (a pengeréteg valószínűleg ugyanúgy soknál nő lefelé arány ahogy kifelé), i.e. 1 ütem körül.
Bármennyi mélyebb és neked nem kellene észrevenned az aljat egyáltalán.
A minimális mélység olimpiai Regattának folyik van, hiszek, 2 méter, igazságos, hogy a biztonságos oldalon van.


Természetesen, ahogy a sebesség nullába hajlik, a pengeréteg annyira oda fog terjedni végtelenséghez a víz tényleges mélységét mindig végül észre fogják venni, de általában olyan alacsony ellenállásoknál az lehetetlen lesz megkülönböztetni a vonalas és másodfokú rezsimeket.


Feljegyzés az a megható víz szintén folyni fog-előidézett penge (5-öt vág) , egy teljesen különálló hatás. Abban az esetben (i.e. folyók) a teljes mélység mindig jelentős lesz.


7. Ár elleni/Downstream idők

Ez egy közös félreértés az, ha evezel, mondjuk, 2000m ár elleni, és 2000m folyásirányú, kimért néhány fix pont ellen a bankon az átlagos időd ugyanaz ahogy ha állóvízben eveztél 2000m-et (figyelmen kívül hagyok bármilyen sebességben bekövetkező változást a fáradtság vagy a hatások miatt, amiket megvitattak az előző részekben).
Alacsony áramlássebességekért ez egy ésszerű közelítés, de az átlag áramlásban mindig a nyugodt vízidődnél lassabb lesz. Miért? Mert…

Tegyük fel, hogy a belső sebességed a vízen keresztül V, az áramlássebesség van u, és te evez egy távolságot L, amit mértek a bank mentén.




(7.1) Még mindig öntözi Time-ot, t S = L /V
(7.2) Ár elleni idő, t U = L /(V-U)
(7.3) Folyásirányú idő, t D = L /(V+U)
(7.4) Átlagos idő, t A = ½(t U +t D ) = L.V /(V 2 – u 2 )

 


Ahogy te számít, áramlássebességként u nullába hajlik, azután az (upstream+downstream) időid átlaga hajlik a nyugodt vízidőd irányába, de bármilyen nem nulla áramlásért, t egy hosszabb mint t s (mert V 2 -u 2 van mindig kevésbé V 2 ).


Milyen különböző? Take V=5 m/s (megfelelő t S =6:40 = 400s, állóvízben 2000m). Evezés U=10 egy (slowish) áramlásában cm/s, 2000m-et eveznél ár elleni t U =408.2s, és folyásirányú t D =392.2s, adó egy átlag t A =400.2s, i.e. csak 0.2 s lassabb, nem fontos. De U=1m/s, egy gyorsabb áramlásában, amit kapnál, t A =416.7s, i.e. 16.7 s kint, vagy azt gondolnád, hogy igazán lassabbabban, mint te láttál hozzá 5 hosszhoz vagy.
Megjegyzi azt bár az áramlássebesség egy tényező által növekedett 10, a hiba egy tényező által növekedett 100 (számít U 2).


Page Updated: June 27, 2017