Calculer un bulbe de lest

Un matheux ou informaticien aurait il une méthode numérique à proposer pour calculer la forme d'un un bulbe de lest, soit en profil de révolution, soit en profil aplati (saumon) ?

L'équipage
16 fév. 2006
16 fév. 2006
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Tout ce que j'ai...

Pour dessiner un lest bulbé, n'importe quel soft d'archi nav peut se charger du travail (sections, coupe 3D, développement des plans, etc)
Un archi un peu talentueux pouvant faire de même et sans doute avec plus de talent amha.

Sinon, pour ce qui est du volume, du poids et de la masse d'eau déplacée, il y a les bonnes vieilles formules:
Une fois développé, ton lest torpille devrait pouvoir être scindé
en 3 parties: une demi-sphère, un cylindre et un cône dont les
volumes se cumulent.
Donc, si ma mémoire ne me joue pas des tours:

V = [2/3.µ.R3] + [µ.R2.h] + [1/3.µ.R2.h]

R étant le rayon de la demi-sphère, du cylindre ou de la base du cône
selon le cas,
Et h étant la hauteur du cylindre ou du cône selon le cas.

Après, il ne reste plus qu'à multiplier le nombre de litres théoriques
obtenus par la densité du matériau, de l'ordre de 7 pour la fonte
ou 11,3 pour le plomb.

16 fév. 2006
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3 personnages

L'archi devra tout d'abord determiner le poids necessaire mais apres pour faire au mieux il est bon de trouver la moindre surface mouillée pour le volume consideré pour que le frottement soit optimisé.alors il faut un matheux

Par contre pour ce qui est de la forme il faudrait trouver le bon profil naca et aussi faire un dessus aplati pour gagner en tangage.

Et par la dessus avoir l'avis du fondeur pour que les masses se refroidissent en même temps pour eviter les fissures et que sais-je d'autre ils sont exigant ses gens là.

Enfin tout simple :un archi,un matheux,un fondeur,

josé

16 fév. 2006
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Pomper sur les potes n'est pas possible
quand on se livre, comme moi, à la coupable activité de faire un soft à but de conception architecturale d'un bateau : un de ces jours je vous présenterai un proto. La seule chose qui est visible dans l'oeuvre de mes confrères est l'interface graphique, qui ne m'apporte rien si ce n'est des idées pour faire le mien.

Donc je retiens ta méthode comme première approximation, sans doute à quelques pourcents près d'un lest : sphère + cylindre + cone.

Je n'ai pas réussi à trouver de formule donnant le volume en fonction du profil d'un lest profilé en bulbe genre NACA. J'imagine donc la solution suivante : je prends un profil NACA, que je fais tourner autour de l'axe (la corde). Je découpe donc mon lest en petites tranches, comme un saucisson, et connaissant la formule qui donne l'épaisseur du profil NACA en fonction du déplacement sur la corde, j'ai qu'à mettre au carré le rayon et à multiplier par pi pour avoir la surface et donc le volume de la tranche de saucisson. Une fois sommé (intégré) j'obtiens le volume du lest.

Si j'aplatis un tel lest en appliquant un coefficient a &lt 1 sur l'axe z c'est très simple, le volume est multiplié par a. Mais peut-être la pratique est elle de prendre des profils NACA différents sur l'axe vertical et l'axe horizontal ?

Alors question : les lests sont ils tracés sur des profils NACA ? Quels profil 00ZZ pour les bulbes de révolution ? OU plus précisément quels profils 00YY et 00ZZ pour les bulbes aplatis ?

Y a t'il des habitudes ? Untel fait des lests en 00XX et un autre en 00YY ?

Et vu que les informaticiens qui ont fait les softs d'archi existants sont comme moi, qu'ils ne savent rien de tout ça, ils ont du trouver l'info dans des publications scientifiques de spécialistes en archi navale. Le problème est de mettre la main dessus...

17 fév. 2006
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les profils naca
4 digit symétriques (ex. 0012) ou assymétriques (ex. 4410) sont calculés suivant une formule assez simple .
les 5 digit sont aussi calculables mais c'est plus compliqué .

aeromaniacs.free.fr[...]ilw.htm
www.aoe.vt.edu[...]ft.html

Les 5 digit sont dits "laminaires" mais les 4 digit sont plus interessants à bas nombre de Reynolds :-D .

Pas de pb non plus pour connaitre surfaces et volumes mais bon, ça dépasse le cadre de ce forum .

16 fév. 2006
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Tiens, y'a des potes qui discutent de ça en breton
boatdesign.net[...]/t-6113

Ils se posent les mêmes questions. Je traduis pas tout, mais il semble que la solution idoine soit de prendre un profil NACA (6300xx, 6500xx) et de mettre les coordonnées à la puissance 3/2. En tout cas ça doit donner des perfs suffisantes pour être appliqué sur des class volvo... les luges les plus extrêmes du moment !

17 fév. 2006
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c'est en anglais, mais ça existe
je l'avais découvert pour des maquettes classe M, mais le principe doit rester le même.
Apparemment, ça calcule une révolution d'un profil naca, de la façon indiquée + haut (saucisson), mais pas de profil "aplati".

www.onemetre.net[...]alc.htm

17 fév. 2006
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personnel

Chaque "concepteur" a son petit truc bon au mauvais c'est une autre histoire.Lorsque je parle aplati dessus c'est personnel à prendre avec precaution peut etre.

Par contre il y a tois autres facteurs à prendre en compte :la forme du contour le plus large doit s'incliner vers l'arriere ,plus haut devant que derriere.Ne pas oublier que le bateau doit s'echouer donc verifier son assiette et son assise.3eme chose ne pas negliger le voile il est aussi tres important de par sa forme et de par son epaisseur.

josé

17 fév. 2006
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Pourquoi faut il incliner
la forme du profil vers l'arrière lorsqu'il est aplati ? Cela crée un portance, qui allège le bateau quand il va vite, certes, mais lorsqu'il est gîté cela a tendance à augmenter la dérive, non ?

17 fév. 2006
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pente vers l'arriere

"une base remontant vers l'arriere est generatrice d'instabilité et il sera bon de lui donner un leger angle positif pour éviter qu'un changement d'assiette au vent arriere ne la fasse basculer dans le mauvais sens."

Pierre Gutelle

et pour ma part j'ai toujours pratiqué ainsi,vaut toujours mieux une toute petite assiette positive pour etre sur de ne pas etre sur le nez.

josé

17 fév. 2006
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attention
ce n'est pas qu'un problème de profil, de section et de volume .

Le dessin des ailerons a toujours été passablement compliqué car il faut concilier :
- portance et position du centre de dérive
- poids et position du centre de gravité du lest
- épaisseur du voile et sa répartition en fonction des impératifs de la résistance des matériaux et éviter si possible d'induire des torsions
- mode de fixation et structure de la coque au droit des fixations

On a introduit les dérives complémentaires pour corriger (entre autres) les décalages entre centre de dérive et centre de gravité .

Ayant connu quelques très sérieuses galères avec des filets et des orins de casiers, je ne voudrais jamais d'une torpille au bout d'un voile pour naviguer en croisière . C'est l'hameçon idéal . Même les laminaires doivent adorer .

17 fév. 2006
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J'ai trouvé
un soft de calcul de profils NACA avec les sources, sur
www.drones.com[...].rc.air
Là dessus j'ai trouvé le programme "naca.c" ainsi que des tas de fichiers ".dat" de profils.

J'ai traduit le prog "C" en java, histoire d'être en terrain connu. Et j'essaye de retrouver les données contenues dans les ".dat". Ca marche pas :(

Y aurait il parmi les heoiens un afficionado du "C" qui pourrait récupérer ce code, vérifier qu'en mettant NACA6412 sur la ligne de commande on retrouve bien ce fichier et, en mettant quelques "printf" ici ou là m'aider à trouver où j'ai buggé ? Ci joint le prog et un profil, le NACA6412

17 fév. 2006
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Ci-joint ne marche pas,
il ne prend apparemment que les images...

17 fév. 2006
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une version en fortran
www.aoe.vt.edu[...]ft.html

Les bases mathémathiques :
www.aoe.vt.edu[...]ppA.pdf

j'ai également un programme en VB écrit de ma main pour les 4 digit .

18 fév. 2006
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OK
je regarderai ça plus tard ce week end ou sem prochaine. Y'a de la poudre en station Mmmmmmmm

21 mar. 2009
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23 mar. 2009
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02 mar. 200616 juin 2020
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Bulbe idéal : NACA 0048 ?
Bon j'ai avancé et débuggé mon programme. Je génère les profils NACA en retrouvant les profils standard en tables.

Pour faire un bulbe de forme axis-symétrique, j'ai suivi le conseil de nos amis de botatdesign.net :

boatdesign.net[...]/t-6113

Je prends un profil NACA, je fais tourner, je mets les cotes d'épaisseur à la puissance 3/2.

J'essaye différents profils symétriques standard, NACA 00XX, et je trouve que le NACA 0048 me donne un rapport longueur / diamètre de 4,25. Donc proche de l'idéal à 4,5 (cf Gutelle, ...).

A votre avis, c'est correct pour un bulbe pas trop sophistiqué mais dans les normes ? Je suis un peu surpris, il semble y avoir un point d'inflexion (hanches) à l'arrière.

En tof le profil vu par Excel en graphique.

Ci dessous le profil numérique :

BULB 0048
X Y
1,00000 0,00000
0,99931 0,00040
0,99726 0,00053
0,99384 0,00078
0,98907 0,00117
0,98296 0,00175
0,97553 0,00253
0,96679 0,00356
0,95677 0,00485
0,94550 0,00644
0,93301 0,00835
0,91934 0,01057
0,90451 0,01313
0,88857 0,01603
0,87157 0,01925
0,85355 0,02281
0,83457 0,02668
0,81466 0,03085
0,79389 0,03531
0,77232 0,04001
0,75000 0,04495
0,72700 0,05007
0,70337 0,05535
0,67918 0,06075
0,65451 0,06621
0,62941 0,07170
0,60396 0,07715
0,57822 0,08251
0,55226 0,08773
0,52617 0,09272
0,50000 0,09745
0,47383 0,10183
0,44774 0,10580
0,42178 0,10929
0,39604 0,11225
0,37059 0,11462
0,34549 0,11633
0,32082 0,11734
0,29663 0,11762
0,27300 0,11713
0,25000 0,11585
0,22768 0,11378
0,20611 0,11092
0,18534 0,10729
0,16543 0,10291
0,14645 0,09784
0,12843 0,09213
0,11143 0,08584
0,09549 0,07905
0,08066 0,07186
0,06699 0,06435
0,05450 0,05663
0,04323 0,04881
0,03321 0,04100
0,02447 0,03333
0,01704 0,02593
0,01093 0,01895
0,00616 0,01255
0,00274 0,00696
0,00069 0,00251

02 mar. 2006
0

naca 00xx
euhhh...
un naca 0048 a un rapport L/D égal à 2,08
le principe de codification des profils NACA 4 digits est le suivant :
2 derniers digits : épaisseur en % de la corde
donc 0048 veut dire 48%
premier digit : cambrure (camber line deflection)
deuxième digit : position de la cambrure max (position of max camber en %/10)
pour les profils 00xx l'épaisseur max est à 30% de la corde . Il n'y a pas de points d'inflexion .

Il suffit de disposer d'un profil de base (0010 par ex.) tous les autres peuvent être tracés par une simple multiplication des coordonnées en y (par ex 1,2 pour obtenir un 0012) .

Ci-dessous une routine en VB qui permet de les calculer (elle fonctionne) . Pas très difficile à convertir en VBA ou Java :

faut rajouter les déclarations (c'est extrait d'un programme plus important de panel method ;-) ) .

PS : quand le nouveau SPLASH gratos et en Java ?

Sub airfoil(naca)

ieps = naca / 1000

'ieps=camber line deflection
iptmax = naca / 100 - 10 * ieps

'iptmax=position of max camber
itau = naca - 1000 * ieps - 100 * iptmax
'itau=thickness
epsmax = ieps * 0.01
ptmax = iptmax * 0.1
tau = itau * 0.01
If ((naca &lt= 9999) And (epsmax &gt 0) And (ptmax = 0)) Then ptmax = 0.1
'------- test 5 digit
If (ieps &gt= 10) Then
If (ieps = 21) Then
ptmax = 0.058
ak1 = 361.4
ElseIf (ieps = 22) Then
ptmax = 0.126
ak1 = 51.64
ElseIf (ieps = 23) Then
ptmax = 0.2025
ak1 = 15.957
ElseIf (ieps = 24) Then
ptmax = 0.29
ak1 = 6.643
ElseIf (ieps = 25) Then
ptmax = 0.391
ak1 = 3.23
End If
epsmax = ak1 * ptmax ^ 3 / 6
End If
'------- initialize indexing
npoint = nlower
nstart = 0

For n = 1 To npoint
z = (1 + Cos(PI * (n - 1) / npoint)) / 2
i = nstart + n
Call naca45(naca, tau, epsmax, ptmax, z, thick, camber, beta)
x(i) = fnbodx(thick, beta, z, -1)
y(i) = fnbody(thick, camber, beta, -1)
Next n
'------- reinitialize indexing
npoint = nupper
nstart = nlower

For n = 1 To npoint
z = (1# - Cos(PI * (n - 1) / npoint)) / 2
i = nstart + n
Call naca45(naca, tau, epsmax, ptmax, z, thick, camber, beta)
x(i) = fnbodx(thick, beta, z, 1)
y(i) = fnbody(thick, camber, beta, 1)
Next n

End Sub

'################################################

Sub naca45(naca, tau, epsmax, ptmax, z, thick, camber, beta)


If (z &lt 0.0000000001) Then
thick = 0#
Else
thick = 0.2969 * Sqr(z) - z * 0.126 - z ^ 2 * 0.3537 + z ^ 3 * 0.2843 - z ^ 4 * 0.1015
thick = thick * 5 * tau
End If

If (epsmax = 0) Then
camber = 0#
beta = 0#
Else
If (naca &gt 9999) Then
If (z &gt ptmax) Then
camber = epsmax * (1 - z)
dcamdx = -epsmax
Else
w = z / ptmax
camber = epsmax * (w ^ 3 - 3 * w ^ 2 + (3 - ptmax) * w)
dcamdx = epsmax / ptmax * (3 * w ^ 2 - 6 * w + (3# - ptmax))
End If
Else
If (z &gt ptmax) Then
camber = epsmax / (1# - ptmax) ^ 2 * (1# + z - ptmax * 2) * (1# - z)
dcamdx = epsmax * 2 / (1# - ptmax) ^ 2 * (ptmax - z)
Else
camber = epsmax / ptmax ^ 2 * (ptmax * 2 - z) * z
dcamdx = epsmax * 2 / ptmax ^ 2 * (ptmax - z)
End If
End If
beta = Atn(dcamdx)
End If
End Sub

' ###############################################

Function fnbodx(thick, beta, z, sign)
fnbodx = z - sign * thick * Sin(beta)
End Function

' ###############################################

Function fnbody(thick, camber, beta, sign)
fnbody = camber + sign * thick * Cos(beta)
End Function

' ###############################################

02 mar. 200616 juin 2020
0

0048
le profil 0048 de base

02 mar. 200616 juin 2020
0

le même avec
les Y à la puissance 3/2

02 mar. 200616 juin 2020
0

un des favoris
profil dit laminaire rapport L/D = 4,5
un vieux projet !
meilleur ?

02 mar. 200616 juin 2020
0

un 0012
pour comparer

02 mar. 2006
0

Oui, c'est bien ça
pas d'erreur de ma part. Si je fais mouliner le calcul du profil NACA (foil) je trouve bien la ligne
0,29663 0,24006
Ce qui veut dire qu'à 29% de la corde j'ai 24% en demi épaisseur de profil, soit 48% en épaisseur totale.
Et si je mets ces 0,24 à la puissance 3/2 j'obtiens 0,118 (11,8%). C'est le rayon de mon bulbe. Le diamètre est donc de 0,235.
J'ai donc un rapport longueur / diamètre de 1 / 0,235 = 4,25.

Pas vérifié la correspondance entre le prog en basic ci-dessus et ce que j'ai fait en java (j'ai traduit du C un prog téléchargé sur le net). Mais j'ai vérifié sur plusieurs profils que je les retrouve, et des compliqués (64XYZZ, ...).

02 mar. 2006
0

C'est bien ce que je trouve
peut être à l'échelle y sur le graphique près.
On dirait une raquette de trappeur canadien... Tabernacle !

02 mar. 2006
0

Ce n'est pas SPLASH !
Splash est un code CFD à éléments finis. Je n'ai fait qu'un VPP à base paramétrique. Approximativement la même chose que PCSAIL, qui lui est sur Excel (et gratos aussi).
J'ai juste enrichi, amélioré, ... et l'interface graphique sous java est quand même un peu plus sexy que l'interface "tableur amélioré" de PCSAIL.

L'objectif n'est pas de faire l'America's cup, où les bateaux sont dans le dixième de noeud de perf, mais juste de dégrossir une étude hydrostatique / hydrodynamique / équilibre sous voile.

02 mar. 2006
0

hors sujet ,
je m'en doute , mais je ne peut m'empecher de vs demander un service : j'ai un petit dinghy fabriqué au pif de 2,40 m qui est vraiment super . j'aurais voulu en faire un plan numerisable . quelqu'un serait-il intéressé ?

02 mar. 2006
0

Effectivement, HS
Le sujet du fil est le calcul d'un bulbe de lest. Cherche dans les forums, il y en a un dont le sujet est "relevé de cote". C'est ce dont tu as besoin.

0

heu...
et pour l'inclinaison des ailettes???
:mdr:

02 mar. 200616 juin 2020
0

Ailettes, ou forme en beaver tail.
Queue de castor en breton...

Voir la tof. Les kiwis semblent aimer ça et ça leur réussit pas mal apparemment.

Il est pas joli ce bulbe ? Mais pour calculer ça, bonjour... pas du NACA tout bête.

09 sept. 2008
0

Ah non !
"beaver tail", c'est en anglais !
En breton, ca serait "lost avank" !
un peu different, non ?
Amicalement ;-)

02 mar. 2006
0

c'est prévu !
les auteurs de splash ont écrit un excellent article sur la question .
Yapluka trouver le lien !

09 sept. 2008
0

Accessoirement
Une quille en fonte peut être théoriquement résumée à un plan antidérive égal à sa surface et un couple de rappel égal à sa masse que multiplie la distance centre de gravité-coque c' est à dire à peu près au mileu(intersection des diagonales?),non?
Donc,à résistance des varangues etc égale,je peux remplacer ma quille en fonte par un voile acier de même forme et une torpille plomb de masse presque moitié moindre,non?

09 sept. 2008
0

Ce qui est simple
est souvent faux et ce qui est vrai souvent inaccessible;oui je dormirai moins bête ce soir et c'est bien.Merci de m' avoir éclairé.

02 mar. 2006
0

1 aspegic 10000
chacun et ca devrait passer....

09 sept. 2008
0

Oui et Non.
Oui, les boulons de lest et varangues ne vont pas casser en statique.

Non. Les boulons de lest ou varangues vont peut être casser en dynamique.
Moment d'inertie = masse * distance * distance.
la masse est divisée par 2,la distance est doublée, donc les forces d'inertie sont multipliées par 2.

Non, parce qu'on va réhausser le CG du bateau.
Maintenant, la distance à utiliser ce n'est plus la distance CG du lest et fixation du lest, c'est la distance entre le CG du lest et le CG du bateau.
Le CG d'un bateau est à au pif à un peu au dessus de la flottaison.

Si on déplace le CG du lest du milieu de la quille fonte vers le bas de la quille fonte, on ne double pas la distance centre de gravité / centre de gravité lest.

Donc perd en stabilité parce qu'on réhausse le CG.

Non, parce qu'on allège au final le bateau. Le couple de rappel global du bateau c'est masse totale du bateau * distance horizontale entre CG bateau et centre de carène.

Donc on perd encore en stabilité parce qu'on allege le bateau.

Bref, il y a beaucoup de Non ...

09 sept. 2008
0

oui
.

23 mar. 2009
0

et pourquoi pas une torpille
c'est peut etre plus simple de trouver dans un port militaire une torpille vide et de la mesurer. J'avais vu un tri connu dont les flotteurs aurait été dessinés par un militaire spécialisé dans les torpilles .
Pas de dérive dans la coquejuste dans les flotteurs. cette conception date de tres vieux , au moins 35 ans !

Les Eclaireurs près d'Ushuaia, Argentine.

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