Дрейф в открытой воде, ветер, волны

Техника гребли. Эскимосский переворот. Средства безопасности, спасательные жилеты, каски, аптечки. Первая помощь. Волны, ветер и прочие погодные явления.
Аватара пользователя
Mikle
Сообщения: 1128
Зарегистрирован: 15 апр 2010, 05:32
Reputation: 80
Город: Самара

Re: Дрейф в открытой воде, ветер, волны

Сообщение Mikle » 13 ноя 2013, 10:20

Круглый Филин писал(а):Почему никто не обратил внимания на мои строки о том, что ветровая волна несимметрична?

Утром выложу статью по мотивам наших обсуждений, она почти готова.
Я как раз обратил внимание на промежуточные итоги ваших рассуждений в шапке темы, где волна называлась симметричной, что неправильно. Хорошо, что исправляетесь. Для симметричной монохроматической волны и брошенного в нее полена, действительно, скорее всего эффекта разворота лагом не будет (надо проверять).

Насчет статьи - дело хорошее, могу выступить рецензентом :)) (опыт имеется). Разумеется, ваша статья - из разряда научно-популярных, но это не отменяет необходимости быть точным в формулировках. Пока есть много неаккуратностей, например:

"Центр воздействия этой силы будет там, где парусность максимальна" - на самом деле ЦП и ЦБС определяются как центр масс фигуры, являющейся проекцией, соответственно, надводной и подводной частей судна на ДП. В переводе с математического языка, это означает, что важна не только площадь данного участка, но и его удаленность от выбранного начала координат, относительно которого считаем положение ЦП или ЦБС. (В просторечии - из этого следует, что маленький парус на длинной мачте будет смещать ЦП сильнее, чем большой на короткой мачте)

Или: "Вряд ли в природе случится момент, когда результирующая силы ветра и силы бокового сопротивления будет равна нулю" - так писать нельзя (это просто неверно), поскольку эти силы приложены к разным точкам! Наверное Вы имели в виду совсем другое - случай, когда суммарный момент (!) этих сил относительно вертикальной оси, проходящей через ЦБС равен нулю, что возможно только тогда, когда ЦП лежит на той же вертикальной оси, что и ЦБС ! (тонкость: момент относительно горизонтальной оси, лежащей в ДП, при этом не будет равен нулю, что проявляется в том, что судно под действием ветра кренится). При этом случиться так, что ЦП и ЦБС лежат на одной вертикальной оси - вполне может - в случае если судно полностью симметрично относительно этой оси, но это в современном судостроении не встречается.

Да, я сознаю, что если писать в таком стиле - возможно кому-то (гуманитариям) будет сложнее читать, но лучше писать правильно, чем проще, но неправильно!

(в нынешнем варианте статьи полно подобных моментов)
КБ СамБот - производство судов для спорта, отдыха и туризма

Аватара пользователя
Круглый Филин
Сообщения: 121
Зарегистрирован: 02 ноя 2013, 00:09
Reputation: 0
Город: Москва

Re: Дрейф в открытой воде, ветер, волны

Сообщение Круглый Филин » 13 ноя 2013, 10:38

Многое в новой версии исправил.
Про симметричную ветровую волну не говорил ни разу.
Специально не употребляю точный подсчёт цп и цбс. В случае с каяком плюс/минус 10см роли не играют. Тем более, что ЦП поймать точно вообще невозможно, для этого нужно знать свойства поверхностей. Да и ЦБС постоянно гуляет, волны всё ж таки вокруг.

и да, не результирующая, а момент сил, естессно..
Да, я сознаю, что если писать в таком стиле - возможно кому-то (гуманитариям) будет сложнее читать, но лучше писать правильно, чем проще, но неправильно!
Я выбираю просто и правильно.)

АПД 08:20
я такую штуку ночью родил! переписал всю свою теорию подчистую. (ещё не выложил)
WS Tsunami 145, Смена1 2 штуки(предоставлены производителем, обе расклеились, не рекомендую), Щука1 (хорошая, но не для холодной или открытой воды, нынче разобрал на гермы)

Аватара пользователя
Mikle
Сообщения: 1128
Зарегистрирован: 15 апр 2010, 05:32
Reputation: 80
Город: Самара

Re: Дрейф в открытой воде, ветер, волны

Сообщение Mikle » 13 ноя 2013, 19:14

Круглый Филин писал(а):Многое в новой версии исправил.
Про симметричную ветровую волну не говорил ни разу.
Подобные уточнения должны быть обязательно, точнее говоря, с самого начала должны быть четкие формулировки, в противном случае смысл может быть искажен на 100%!
Круглый Филин писал(а): Специально не употребляю точный подсчёт цп и цбс. В случае с каяком плюс/минус 10см роли не играют.
В подобных рассуждениях есть опасная логическая ошибка! Вы можете не производить фактический точный численный подсчет по известной формуле для физической величины, но само определение физической величины вы должны указывать абсолютно точно (и на соотв. математическую формулу тоже желательно ссылку привести или лучше написать ее, тем более формулы все достаточно простые для популярной статьи), иначе потом будет ничего невозможно понять, и будет как в саге про стекающие с лодки потенциалы и прочие корабли, бороздящие просторы вселенной!

Кстати, насчет "плюс - минус 10см не играют роли" - откуда это следует, что именно 10см - не играют? А сколько см играют и почему именно? Имейте в виду, что любое подобное утверждение рождает гораздо больше вопросов, чем понимания сути дела.
Круглый Филин писал(а): Я выбираю просто и правильно.)
Отлично!

!!! Вот ссыслка на Соросовский образовательный журнал, рассчитанный на старшеклассников, статьи в котором, IMHO, могут считаться образцами научно-популярных статей, рассчитанных на широкую аудиторию (почему так - читайте приведенную ссылку).

В частности, вот ссылки на статьи по физике.
(Для присутствующих здесь водников особый интерес может представлять, например, статья о свойствах воды. Но там полно других, написанных в популярном, но в тоже время, научном стиле, интересных статей)
КБ СамБот - производство судов для спорта, отдыха и туризма

Аватара пользователя
Legalizer

Re: Дрейф в открытой воде, ветер, волны

Сообщение Legalizer » 13 ноя 2013, 20:42

Mikle писал(а): Насчет "тени сомнения присутствующих" - здесь я ничего не могу поделать, при недостаточной физ-мат подготовке люди могут не понять, о чем идет речь. "Пальцевые" соображения рождают только иллюзию понимания, а не само понимание. (Извините за тафталогию, но иногда еще нужно суметь понять, что вы ничего не понимаете:)).
Михаил, я прошу прощения, но сухие физические формулы никогда не дадут реального понимания происходящего. Напоминаю, как мы обсуждали тут с год назад эскимосский переворот: ты в формулах, а оппоненты - с точки зрения практики и ощущений. Формулы тогда дали сбой, осмелюсь напомнить. Поскольку в формулах каяк и каякер рассматривались как единая система с единым центром тяжести, а на практике все СОВСЕМ НЕ ТАК. Мне кажется в данном случае имеет место похожая ситуация. "Пальцевые объяснения" ничуть не хуже и не лучше, т.к. к пониманию процесса они приблизят не менее, чем формулы. Причем с точки зрения реальной картины происходящего, а не абстрактных выкладок.

В данном случае пониманием процесса мы что назовем? Способность предсказать, что будет делать лодка. Не знаю, куда и пристроить формулы здесь...

В общем, господа, снова предлагаю закругляться :) :) :)

P.S. Это лютый оффтопик конечно, прошу прощения.

Аватара пользователя
Legalizer

Re: Дрейф в открытой воде, ветер, волны

Сообщение Legalizer » 13 ноя 2013, 21:01

Имя пользователя писал(а):Емсквадрат вроде как для внутренней энергии покоя. У нас каяк движется и взаимодействует. Но меня напрягает еще такой факт. Больший потенциал подразумевает большую энергию? Судя по словам Оператора - да. Поправьте если я не прав. Объект с большей энергией будет более "активно" стремиться в состояние минимальной энергии, то есть энергетической ямы по Оператору. То есть нос должен быть более подвижен, чем корма, обладающая меньшим потенциалом. А сносит то у нас корму.
Мне, кстати, очень понравилась нарисованная Сергеем картинка. По моему ощущению, она отражает суть вопроса. Поддерживая увиденное на картинке я бы на это ответил: нос уже достиг покоя (находится на дне "ямы"), а корма еще нет, поэтому она и продолжает сваливаться в "яму" между волнами.
Очень похоже на религиозные воззрения. :)
Некоторые философские системы считают, что свободная воля - это иллюзия :) Да и над любой из них можно поржать, в сущности. А также можно задуматься и о том, что "точные науки" нифига не панацея, и вовсе не точные. Что если завтра какой-нибудь перец сделает открытие, которое перевернет все научные представления. Подобно тому как некогда неделимый "атомос" вдруг внезапно оказался состоящим из кучи всего интересного. Ну это так, для примера. Мракобесие не поддерживаю, есличо :)

Вывод: все на воду! Искать волны, проверять "пальцевые объяснения", физические формулы и просто собственные догадки :)

Аватара пользователя
Shoorick
Грозный модератор
Сообщения: 4658
Зарегистрирован: 31 авг 2010, 06:25
Reputation: 71
Город: Минск
Контактная информация:

Re: Дрейф в открытой воде, ветер, волны

Сообщение Shoorick » 13 ноя 2013, 21:06

A-B писал(а):Шурик, у проектировщиков каяков есть возможность делать лодки сильно приводящиейся, слабо приводящиеся, нейтральные (в определенных условиях), уваливающие, сильно уваливающие. Потом они хором пишут, что выбирают вариант (слегка) приводящейся лодки. Действительно, они это делают не намеренно, просто "так получилось".
С такой формулировкой не спорю.
Насколько понимаю, цель дизайна экспедиционной лодки (в отличие от игровой) - минимизировать внешнее воздействие ветра и волн.
1) Для чего уменьшают парусность. Как следствие, меньше уваливание.
2) Более острый нос лучше режет воду и держит курс, чем тупой. Как следствие, сильнее сопротивляется боковому сносу при ветре, и больше способствует приведению к ветру при движении.
3) Лодку стараются сделать cбалансированной, чтобы ни нос, ни корма не перевешивали и не выносились чрезмерно от центра лодки. Как следствие, центр парусности не так далеко от центра тяжести (или бокового сопротивления) и лодка не так легко вращается ветром и волнами.
И так далее...
В результате получается нечто близкое к нейтральному поведению. Уваливание неприятнее, чем приведение, и поэтому лучше сделать немного приводящуюся лодку. К тому же, как следует из статьи, небольшое приведение может помочь скомпенсировать небольшое уваливание, возникающие в реальных условиях на волне.
В статье пишут, что при силе ветра от 6 бофор у каяков появляется эффект уваливания и делают предположение, что это происходит из-за волн, оголяющих нос и подставляющих его сильному ветру. Я в стабильные 6 баллов катался мало и в основном против ветра, такого эффекта не замечал.
В 6 баллов сижу на берегу и боюсь. Но отдельные сильные порывы иногда долетали - из-за мыса или береговой ветер с гор. Тогда работает такая шкала: "срывает кепку", "дергает за весло", "дергает за нос":) За нос лодки дергает легче именно тогда, когда он разгружен и приподнят над волной. Не раз сталкивался с таким эффектом, удивительно, что про него тут не слышали.
Mikle писал(а):Shoorick, я же говорю, ищите ошибку в ваших рассуждениях! Симметрия в природе не может нарушаться просто так, независимо от природы объекта и действующих сил или полей, это один из фундаментальных физических принципов! В данном случае, у нас есть плоскость симметрии = ДП каяка, она не может исчезнуть!
Вы все-таки прочитайте для начала то мое сообщение.
Попробую другими словами: Вы составили модель для бревна. Попробуйте теперь модель для квадрата, а потом для ромба и вытянутого ромба. Лодка по обводам больше походит на вытянутый ромб, чем на бревно.

Если ромб разворачивает по ветру, в какой-то момент он окажется расположенным к ветру лишь одним из "задних" ребер. В этот момент будет работать лишь парусность этого ребра, а не двух боковых ребер. В какой-то момент получится так, что направление ветра проходит через центр парусности этого ребра и в то же время через центр бокового сопротивления. В результате лодка уже не будет доворачивать до 180 градусов к ветру.
kayak_wind_illustration_2.jpg
kayak_wind_illustration_2.jpg (12.62 КБ) 2661 просмотр
Ее будет толкать вперед немного боком. Эффект знакомый тем, кто пробовал дрейф в ветер.

Кроме того, идеальные 0 и 180 не всегда достижимы и из-за сопротивления воды. Например, ветер не настолько силен, чтобы окончательно довернуть лодку.
Круглый Филин писал(а):Волна отдаёт часть своей энергии той части каяка, с которой впервые встретилась, эта энергия преобразуется в поворот и движение каяка в сторону распространения волн.
Не согласен с "впервые встретилась". Лодка ведь длинная, а волна не единая сущность. На корму приходит такая же волна, как и на нос. Сравнивать с берегом, на который выкатывает волна, неправомерно, так как там в некоторые точки волна приходит слабее не потому, что на 5 метров левее ее соседка уже наткнулась на мысок, а потому, что по дороге она достаточно долго гасилась профилем дна.
Белое, Карское, Охотское, Японское, Тихий, Байкал, Адриатика, Черное

A-B
Сообщения: 1020
Зарегистрирован: 25 апр 2010, 17:17
Reputation: 0
Город: Москва

Re: Дрейф в открытой воде, ветер, волны

Сообщение A-B » 13 ноя 2013, 21:46

Насколько понимаю, цель дизайна экспедиционной лодки (в отличие от игровой) - минимизировать внешнее воздействие ветра и волн.
Скорее это цель общая для всех длинных морских лодок, даже "игровых", в отличие от речных, туринговых, для серфа и т.п.
Shoorick писал(а):Уваливание неприятнее, чем приведение, и поэтому лучше сделать немного приводящуюся лодку.

воот! более того, даже просто "нейтральный" характер может быть неприятнее, чем слегка приводящийся.
Shoorick писал(а):В 6 баллов сижу на берегу и боюсь
Ну у меня такие условия были, проливчик не очень страшный, много не раздует, поэтому покатался. В море бы тоже боялся сунуться, опыта маловато :)

Аватара пользователя
Shoorick
Грозный модератор
Сообщения: 4658
Зарегистрирован: 31 авг 2010, 06:25
Reputation: 71
Город: Минск
Контактная информация:

Re: Дрейф в открытой воде, ветер, волны

Сообщение Shoorick » 13 ноя 2013, 21:56

Legalizer писал(а):В данном случае пониманием процесса мы что назовем? Способность предсказать, что будет делать лодка. Не знаю, куда и пристроить формулы здесь...
Не вижу проблем. Каждый из нас придумывает модель происходящего. Модель предсказывает поведение. Модель можно описать как на пальцах, так и формулами. Это разные языки: образный и точный. И в том, и в другом случае можно ошибиться, что-либо не учесть.

Формулы могут быть точны, но в то же время сама модель может не учитывать каких-то важных факторов.
Интуитивное понимание "на пальцах" может быть близким к сути процесса, но прикидки в уме могут оказаться грубее, а то и дать чрезмерную ошибку по сравнению с формулами.

В целом же подход на пальцах менее оправдан, так как аналогия не является методом доказательства.
А также можно задуматься и о том, что "точные науки" нифига не панацея, и вовсе не точные. Что если завтра какой-нибудь перец сделает открытие, которое перевернет все научные представления.
То, что ты сейчас сказал, по сути одна из современных "городских легенд", которую повторяют, не вдумываясь. На самом деле, кроме научного знания изменяется, развивается и научная методология. Сейчас уже невозможна ситуация, когда новое знание опровергнет ранее доказанную теорию. Оно может дополнить ее на новой области определения.

К примеру, мы можем считать Землю плоской, пока измеряем площадь дачного участка. Чтобы рассчитать восход и заход Солнца, придется расширить границы применения и взять модель поточнее - шар. Чтобы развесить на небе спутники GPS, придется взять еще более точную модель - эллипсоид или геоид. И так далее. Все эти модели не противоречат друг другу, каждая из них верна в своих рамках. Человеку же несведущему кажется, что все эти модели противоречат друг другу, а новая разрушит их все. Это не так.
Мне, кстати, очень понравилась нарисованная Сергеем картинка. По моему ощущению, она отражает суть вопроса.
Она не верна, потому как суть вопроса он видит в поднимании и опускании лодки волнами.
А суть явления не в том, что волна движется вверх-вниз, а в том, что она своим фронтом подталкивает лодку вбок.

Вот еще факты, говорящие о том, что его теория неверна:
1. Небольшая волна очень незначительно подымает корму над носом, либо вообще не подымает (так как длина волны во много раз меньше длины лодки). Однако лодка все равно смещается в положение лагом к волне.
2. У хорошей лодки малая парусность и такие обводы, что волну она старается пропускать под собой. Такая лодка меньше разворачивается волной. Теория Operator'а не объясняет, почему это происходит, а "теория парусности" объясняет.

Действительно, бывает и сползание по склону волны. Но это лишь в случае крупных крутых волн, когда длина волны в несколько раз больше каяка, и высота тоже внушающая.
Белое, Карское, Охотское, Японское, Тихий, Байкал, Адриатика, Черное

Аватара пользователя
Operator
Сообщения: 299
Зарегистрирован: 15 июл 2011, 18:30
Reputation: 12
Город: Москва

Re: Дрейф в открытой воде, ветер, волны

Сообщение Operator » 13 ноя 2013, 23:43

Mikle писал(а):Все уже приведено и разобрано, читайте внимательнее, см. мое сообщение на 11 стр.
Мне кажется вы несколько торопитесь с таким выводом :) .

Модель которую вы рассмотрели (два ящика с палкой и формулы обосновывающие поведение такой системы в дрейфе), на самом деле может иметь устойчивые состояния и без приведения ее лагом к волне, в частности, при длине волны меньшей чем длина системы. Т.е. если, например, "ящики" находятся в аналогичном положении на склонах соседних волн. Или с незначительным "опережением" по фазе, компенсирующим несимметричность волны и вращение. В реальности же таких "квазиустойчивых" состояний, естественно нет. Я уже не говорю о малопригодности такого варианта расчета для случаев, когда длина волны существенно превышает длину указанной модели. Кроме того, вы и сами прозорливо отметили, что для случая "симметричных" волн, расчет может оказаться изначально некорректен.

Мне кажется, что вам потребуется совершенно иная глубина дифференциации, при которой общая формула расчета многократно удлинится, с той лишь целью, чтобы "математически" описать вполне очевидное из простенького рисунка, который я выложил на стр. 6. Прикладываю, еще один рисунок, из той же серии, но "в в профиль" :) .

На этой нехитрой картинке зеленый прямоугольник символизирует равенство энергий кормы, носа и всего, что между ними. В этом состоянии лодка находится лагом к волне. Два других случая (синяя и красная фигуры) – показывают типовые варианты неравенства (для разных периодов волн), когда лодка лагом к волне не стоит. С чем именно соотносить этот самый "потенциал", зависит от конкретики условий. Модель то предельно общая. Это, кстати, может обусловливаться и разницей амплитуды колебаний частей лодки в общем волновом цикле. Ведь уже упомянутое "динамическое равновесие" совсем не отменит реальной передачи энергии на практике, если поднимающийся или опускающийся на волне нос лодки при этом стукнется о риф или камень.
Имя пользователя писал(а):Но меня напрягает еще такой факт. Больший потенциал подразумевает большую энергию? Судя по словам Оператора - да. Поправьте если я не прав. Объект с большей энергией будет более "активно" стремиться в состояние минимальной энергии, то есть энергетической ямы по Оператору. То есть нос должен быть более подвижен, чем корма, обладающая меньшим потенциалом. А сносит то у нас корму.
Лодка сообщает энергию воде. Далее зона повышенного давления воды формирует соответствующую волну. Одномоментной диссипации энергии не происходит. Поэтому нос лодки и сам находится в зоне повышенного потенциала, что просто не позволяет ему быть "более подвижным".
Имя пользователя писал(а):В третьих, оперирование чистыми энергиями дает ответ на вопрос что будет, если правильно приложить к системе координат, с которой пойдет отсчет энергии, но не дает ответ на вопрос по какому пути пойдет система и как изменить поведение сист1емы.

Адекватной системой координат, ИМХО, может быть только гравитационный (планетарный) центр системы. При этом не особо важно как его называть – "местным частотным склоном" (картинка в целом коррелирует с такой системой координат), "центром масс" или как-то еще. Вопрос, действительно, больше религиозно-терминологический, а оттого не слишком важный.
Shoorick писал(а):Вот еще факты, говорящие о том, что его теория неверна:
1. Небольшая волна очень незначительно подымает корму над носом, либо вообще не подымает (так как длина волны во много раз меньше длины лодки). Однако лодка все равно смещается в положение лагом к волне.
Шурик, я думаю в данном случае имеет место обычная волновая суперпозиция. Уже, кстати, об этом говорил в теме. Энергия мелкой волны радикально меньше, но суперпозиционное покачивание лодки таки имеет место в большинстве случаев. При этом энергия волны становится, по-видимому, сопоставима с влиянием других физ.факторов, таких, например, как поверхностное натяжение воды, смачивасть материала корпуса, покрытия и т.д. и т.п.
Вложения
energy kayak.jpg
energy kayak.jpg (74.91 КБ) 2629 просмотров
Storm Kayak - R17; Jackson - Rock Star comp 2014; Seabird Sport 600

Аватара пользователя
Shoorick
Грозный модератор
Сообщения: 4658
Зарегистрирован: 31 авг 2010, 06:25
Reputation: 71
Город: Минск
Контактная информация:

Re: Дрейф в открытой воде, ветер, волны

Сообщение Shoorick » 14 ноя 2013, 01:37

Operator писал(а):Шурик, я думаю в данном случае имеет место обычная волновая суперпозиция. Уже, кстати, об этом говорил в теме. Энергия мелкой волны радикально меньше, но суперпозиционное покачивание лодки таки имеет место в большинстве случаев.
Чуть покачивается, так и что с того? Где на мелкой ряби "зона минимальной энергии"? Где там ямка между волнами? Повсюду "горочки" и "ямки", несопоставимые с размерами лодки.

Далее, лодка, стоящая носом к небольшому волнению, будет раскачиваться меньше, чем лодка, стоящая боком к нему. Грубо говоря, если стоять носом, вдоль корпуса пройдет 10 маленьких волн, воздействие которых в большей степени компенсируется друг другом. Если стоять боком, поперек корпуса придется 1 маленькая волна, которая качнет лодку. А раз такое дело, по Вашей теории, носом к волне - это состояние более устойчивое, с меньшей энергией, и система должна переместиться в это состояние. То есть лодка должна развернуться носом к волне.

Еще один факт.
3. Невысокая быстрая волна определенной длины и амплитуды. Хорошо разгоняет лодку в некое подобие серфинга, точно также хорошо ее разворачивает лагом. Справляется с этим лучше, чем многие в несколько раз более высокие волны. По "теории потенциалов" такого быть не должно, ибо более высокая волна сильнее приподымает нос над кормой (или наоборот), и должна быстрее развернуть лодку. А вот по "теории парусности" ситуация вполне объяснима, так как низкая волна определенной конфигурации гораздо эффективнее толкает лодку в борт, чем более высокая пологая.

И еще повторю, идея про "зону минимальной энергии" - это аналогия с качелями, которые постепенно останавливаются. Аналогия неверная, так как каждая новая волна их раскачивает. Подробнее тут:
Безопасность, техника гребли, погода / Re: Дрейф в открытой воде, ветер, волны / Shoorick
Белое, Карское, Охотское, Японское, Тихий, Байкал, Адриатика, Черное

Ответить

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 1 гость