XFLR 5 ein Plausibilitätsproblem sucht eine Erklärung

Hallo,
Ausgangsbasis:
Identische Modellgeometrie, Profilwölbung u. Profildicke gleich, identische Profiloberseiten, gleiches Gewicht.
Einziger Unterschied beim ersten Strak Orange langsamere Profilunterseiten im gesamten Strak.
Beim gelben Strak ist die Unterseite gegen eine schnellere Profilunterseite ausgetauscht worden.

Es schaut dann in der Typ 2 Modellpolare so aus



Unten ist der gelbe schnellere Strak wie zu erwarten, mit kleinerem Widerstandsbeiwert weiter links.

Soweit scheint es erst mal plausibel zu sein.

Vergleicht man aber jetzt die berechneten
Geschwindigkeitswerte der beiden unterschiedlichen Straks also die V Werte der verschiedenen Arbeitspunkte jeweils bei gleichen Alpha Werten,
wird es unplausibel.




Einmal fällt der bei zunehmendem Bahnwinkel extrem stark steigende Geschwindigkeitsunterschied auf.
Dieser ist so hoch, dass es mit den T2 Polaren nicht wirklich erklärbar ist.
Aber dies kann man im Prinzip noch als in der Tendenz plausibel bewerten. Schnellere Profile = schnelleres Modell....

Schaut man aber in der Polare dass der gelbe Strak über CL 0,5 größere Widerstandsbeiwerte zeigt als der orange,
dann müsste der Geschwindigkeitsunterschied über CL 0,5 zu Gunsten des orangen Strak ausfallen.
Dies ist aber nicht der Fall.
Bei den berechneten Werten der einzelnen Arbeitspunkte, ist durchgängig der gelbe Strak
schneller.
Dies ist aber nach der CL - CD Grafik eigentlich nicht möglich.

Da es sich im Beispiel nicht um verschiedene Flieger sondern um exakt Identische Flieger handelt bei denen ausschließlich die Profilunterseite anders ist.
Eben schneller ist, muss hier schon die berechnete T2 Polare misstrauisch betrachtet werden.
Denn da die gelbe Unterseite durchgängig schnellere Profile macht müsste schon der gesamte Verlauf der gelben Linie ganz oder fast ganz weiter links
im Bereich kleinerer Widerstandsbeiwerte liegen. Eben so wie die Einzelwerte der Arbeitspunkte ausgefallen sind.

Durch die vorgenommenen Profiländerungen lassen sich also die berechneten V der Arbeitspunkte durchaus plausibel zumindest in der Tendenz das gelb immer schneller ist verstehen.
Dazu konträr und nicht plausibel ist demnach der Polarenverlauf.

Die Frage ist jetzt wie ist dies erklärbar, bzw gibt es dazu eine logische und plausible Erklärung.
Oder anders rum gefragt, was ist jetzt richtig, der Polarenverlauf oder die berechneten Einzelwerte.

Bisher hätte ich erwartet, dass aus den Werten die für die einzelnen Arbeitspunkte errechnet weden auch die Polaren ermittelt werden.
Aber dies scheint nicht der Fall zu sein.

Um für mich eine Erklärung zu finden, habe ich noch für eine repräsentative V von 150 kmh jeweils eine Typ 1 Polare für das gelbe und orange Modell
rechnen lassen, diese deckt sich mit der Typ 2 Polare, ist also ebenfalls konträr zu den errechneten V der einzelnen Anstellwinkel.

Gruß
Eberhard

Ich denke, das ganze kommt vom unterschiedlichen Nullauftriebswinkel. Das erklärt die extremen Geschwindigkeitsunterschiede für gleiche, kleine alpha.

Vermutlich kommt daher auch der Nachteil von gelb für höhere CA. There's no such thing as free lunch. Wenn die Unterseite schneller ist, muss für gleiches CA vermutlich höher angestellt werden, was dann bei höheren CA Nachteile durch den oben vorwandernden Umschlagpunkt bringt.

Berechnet XFLR5 die Geschwindigkeit nur aufgrund von CA, oder basierend auf der ganzen Luftkraft? (mit anderen Worten: ist die Geschwindigkeit bei ca= 0 unendlich, oder die Endsturzgeschwindigkeit basierend auf CW?) Das hat auch noch einen grossen Einfluss auf die Brauchbarkeit der Daten bei extremen Sturzwinkeln.

Warum Gelb über den ganzen betrachteten Anstellwinkelbereich besser ist als Orange: Vermutlich bist Du nicht hoch genug gegangen mit dem Anstellwinkel. Wäre zumindest die einzige Erklärung, die mir plausibel erscheint.

Oder die SW hat einen Käfer. Soll vorkommen...

Hi Markus,
also was nu...
Ich denke nicht dass der Alpha Null eine Erklärung ist.
Hier CM über Alpha, es müssten deutliche Unterschiede da sein wenn deine Vermutung passen sollte.
Gruß
Eberhard

Nö. Um Null herum wird der kleine absolute Unterschied relativ gross. Und das ist das, was Dir die Gleitgeschwindigkeiten auseinanderlaufen lässt.

Für Leistungsvergleiche ist es generell problematisch, gleiche Anstellwinkel gegenüberzustellen. Besser gleiche CA == gleiche Gleitgeschwindigkeit. Deswegen ist die normalerweise verwendete Polare ja auch ca über cw, und nicht die aufgelöste, wo alle Einzelwerte über alpha dargestellt werden

Hi,
ich versuche bereits über unterschiedlichste Polarenauswertungen etwas plausibles zu finden,
zB Gamme zu Alpha, oder zu V usw. cm usw oder mit den Graphen der Arbeitspunkte zB Pitch.
Nur das Problem ist, die Polaren zueinander korrelieren hier in plausibler Weise.
Zu allem Konträr sind "nur" die Werte der Arbeitspunkte.
Und damit sind wir wieder bei der Gretchenfrage was stimmt jetzt.
Polaren oder gerechnete Einzelwerte...
Und da es nicht um Peanuts geht braucht das eine Erklärung..
Finde ich..
Gruß
Eberhard

Du meinst das hier

Es erklärt aber das Problem nicht wirklich.

Eberhard Mauk schrieb:

Und damit sind wir wieder bei der Gretchenfrage was stimmt jetzt.
Polaren oder gerechnete Einzelwerte...

Zum Vergrößern anklicken....

Da behaupte ich nach wie vor, dass das mit dem Nullauftriebswinkel erklärt werden kann. Jedenfalls die grossen Geschwindigkeitsunterschiede und die bei hohen CA leicht schlechteren Leistungen von Gelb.

Das CL über V Diagramm lässt vermuten, dass wirklich nur mit CA gerechnet wird (sonst könnte man es problemlos über CL = 0 laufen lassen.) Damit sind die Geschwindigkeiten ab dem Punkt, wo CL in die Grössenordnung von CD kommt, unbrauchbar.

Hallo Markus,
deine Überlegungen sind ja nachvollziehbar.
Aber mir sind die Größenordnungen einfach zu groß bzw dass es über den gesamten berechneten Alpha Bereich geht obwohl die CL- CD Grafik ja anderes ausweisen tut.

Dass die Berechneten Absolutwerte für V nichts hergeben, ist mir klar, schon die Endwerte sind nicht plausibel, bzw hängen nur davon ab wo in der Berechnung der T2 Polaren der erste positive CL ermittelt wird= Startpunkt auch der V Polaren. Und dies ist nur vom Zufall abhängig.

Aber dass nach den Polaren über CL 0,5 der orangene Strak der schnellere sein sollte es aber lt Einzelwerten nicht ist, braucht eine Erklärung.
Da ist es egal ob es über CL normierte Kurven oder Einzelwerte sind.
Der Orange Strak ist ja bei keinem CA der schnellere..
Gruß
Eberhard

PS: bei Alpha plus 6,6 sind wir ja schon bei CA um 1,2 gelb ist aber auch da schneller.

Hallo,
die Geamtpolaren, damit das Bild vollständig ist.
Gruß
Eberhard

Hallo Markus,
eben aufgefallen, wenn deine Erklärung stimmig wäre müsste hier in dieser Alpha - V
Grafik der errechnete hohe V Unterschied zu sehen sein, dies ist aber auch nicht der Fall.
Diese Grafik weicht von den errechneten Einzelwerten extrem ab.
Gruß
Eberhard

Cl anstatt Alpha und Vz anstatt Vx

Cl anstatt Alpha und Vz anstatt Vx

Hallo Eberhard,
Kurz: Das XFLR5 arbeitet durchaus plausibel. Der Denkfehler liegt wohl eher in der Annahme, dass die Fluggeschwindigkeit vom Auftriebsbeiwert abhaengig ist. Beim stationaeren Gleitflug (also 1g-Lastfall) ist das nicht so. Da ist die Fluggeschwindigkeit bei gleicher Flechenbelastung und gleichem Auftriebsbeiwert immer identisch.
Bitte finde doch in Benjamin Deinen Lehrmeister...er hat sich nicht nur viel Mühe gegeben Dir zu antworten, sondern auch Recht!
http://www.rc-network.de/forum/show...n-1-3-Salto-mit-HQ-3-14?p=3510539#post3510539
In dem Link bist Du schon mal über den gleichen Stolperstein gestolpert. Hier ging es auch um Cl vs Vx und diese Kombination führt bei Typ-2 Polaren, bei identischer Flaechenbelastung nun immer zu deckungsgleichen Linien.
Les' Dir die Zeilen aus dem verlinkten Beitrag nochmals ohne voreingenommen zu sein durch. Du wirst herausfinden, dass bei der Betrachtung der Leistungsunterschiede zweier Tragflügel Alpha genauso wie Cm erstmal keine Rolle spielen. Zur Bestimmung der Arbeitspunkte, welche vorangig von Interesse sind, ist aber der Auftriebsbeiwert Cl massgeblich entscheidend. Jeder Cl steht dann respektive für eine Fluggeschwindigkeit Vx. Dieser Cl kann dabei bei komplett unterschiedlichen Anstellwinkeln (das haengt nur von der verwendeten Profilierung und Klappenstellung ab) erreicht werden.
Also, Massnahme Nummer 1:
Cl anstatt Alpha!!!
Wenn Du also zwei Typ-2 Polaren von (nahezu) identschen Flugzeugen, bei identischer Flaechenbelastung vergleichst, dann sind die von dir angefügten Ergebnisse plausibel. Ich habe mal aehnliche Polarenvergleiche angehaengt:

Das ist ein Allegro und ein Allegro-lite Flügel (2m RES).
Beide bei gleicher Flaechenbelastung. Hier zeigt die Typ-2 Polare, das der Allegro-Flügel bis etwa CA = 0.8 geringere Widerstandsbeiwerte liefert. Darüber ist der Allegro-lite Tragflügel widerstandsaermer.
Und nun kommt die wichtige Massnahme Nummer 2:
Sinkgeschwindigkeit Vz anstatt Fluggeschwindigkeit Vx!
Trage einfach mal Deine Ergebnisse in ein Sinkpolarendiagramm (Vz über Vx) ein, und Du wirst sehen, ab welcher Fluggeschwindigkeit welcher Tragflügel geringere Sinkgeschwindigkeit aufweist, also wie es tatsaechlich um die Leistungsparameter beider lügel im Vergleich bestellt ist.
Ich habe das für den Allegro und den Allegro-lite Flügel hier einmal gemacht:

Dabei sieht man, dass ab etwa 5.5m/s Fluggeschwindigkeit aufwaerts der Allegro gegenüber dem Allegro-lite Vorteile in der Sinkgeschwindigkeit hat.

Du kannst auch gerne dann noch einen Schritt weitergehen und die Sinkgeschwindigkeit über den Auftriebsbeiwert auftragen.

Dabei sieht man, wie schon in der Cl über Cd - Polare, dass ab etwa Cl=0.8 aufwaerts der Allegro-lite Flügel geringere Sinkgeschwindigkeiten aufweist, als der Allegro Flügel.

Und auch hier stimmt die Physik und liefert plausible Ergebnisse:

Das Diagramm Vx über Cl zeigt zwei deckungsgleiche Linien, da bei gleicher Flaechenbelastung im 1g-Lastfall beide Tragflügel bei jedem Cl-Wert identisch schnelle Fluggeschwindigkeit aufweisen - lediglich die Sinkgeschwindigkeit, welche zur Leistungsparameterbestimmung notwendig wird, ist unterschiedlich!!! Jedoch aus diesem Diagramm nicht zu entnehmen.
Ich hoffe ich konnte etwas zur Plausibilitaetsfindung beitragen. Viele Grüsse:
Philip Kolb

Hallo Philip,
was die Polaren betrifft sind wir kondom,
Auch was die Konsitenz der Polaren in sich betrifft.
Kann ja schon sein, dass ich auf dem Schlauch stehe, aber ich brauche immer noch eine Erklärung warum
zwei so präzise gleiche Entwürfe nirgends an keinem Arbeitspunkt betrachtet sich so verhalten wie die CL- CD Grafik
es dar stellt. An irgend einem CL (über CL 0,5) muss nach der CL - CD Polare der orangene Entwurf schneller sein als der gelbe. dies ist nicht der Fall.
Warum?
Gruß
Eberhard

Hallo Eberhard,

An irgend einem CL (über CL 0,5) muss nach der CL - CD Polare der orangene Entwurf schneller sein als der gelbe. dies ist nicht der Fall.
Warum?

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Genau da stehst Du auf dem Schlauch...
Denn die Aussage muss korrekt wie folgt lauten:
"An irgend einem CL (über CL 0,5) muss nach der CL - CD Polare der orangene Entwurf geringere Sinkgeschwindigkeiten zeigen als der gelbe."
CD wirkt sich auf die Sinkgeschwindigkeit aus, daraus ergibt sich beim dividieren des CL dann eine Gleitzahl, auch diese wird über CL 0.5 beim "orangenen Entwurf" besser sein.
Die Fluggeschwindigkeit aber ist bei der Typ-2 Polare nur vom Auftriebsbeiwert abhaengig, daher die deckungsgleichen Linien der Graphen bei Berachtung von CL über Vx!
Ein weiterer Tipp:
Zoome mal etwas in deinen Graphen in die betrachtungsrelevanten Bereiche, also bei Vz über Vx so zwischen Stallspeed und 15m/s Fluggeschwindigkeit, dann solltest Du sehr gut die Unterschiede zwischen der orangenen und der gelben "Profilierung" sehen.
Viele Grüsse:
Philip

Hallo Philip,
damit kein Missverständnis entsteht,
des Pudels Kern, ist das hier, die berechneten Einzelwerte der Arbeitspunkte, hier natürlich auf Alpha bezogen.
Aber das ist zuerst mal unwesentlich da es nicht um die Absolutwerte geht sondern um die Tatsache, dass sich auch die Tendenz nicht mit der CL- CD Grafik deckt.


Oder anders gefragt, in irgend einer Grafik müssten sich die stark unterschiedlichen Werte der Arbeitspunkte ersehen lassen.
In welcher?

Gruß
Eberhard

Philip Kolb schrieb:

Hallo Eberhard,
Kurz: Das XFLR5 arbeitet durchaus plausibel. Der Denkfehler liegt wohl eher in der Annahme, dass die Fluggeschwindigkeit vom Auftriebsbeiwert abhaengig ist. Beim stationaeren Gleitflug (also 1g-Lastfall) ist das nicht so. Da ist die Fluggeschwindigkeit bei gleicher Flechenbelastung und gleichem Auftriebsbeiwert immer identisch.................

Ich hoffe ich konnte etwas zur Plausibilitaetsfindung beitragen. Viele Grüsse:
Philip Kolb

Zum Vergrößern anklicken....

Amen!

(Den zweiten Satz könnte man missverstehen, oder ein Vertipper?
Der folgende bringt es aber ins Lot. )


@ UweH hat es im Link super kurzgefasst.

... der cw-Vorteil liegt in der besseren Sink- und besonders der besseren Gleitleistung des dünneren Profils. Im nicht ballistischen Flug beeinflußt der cw bei gleicher Masse und gleichem Auftriebsbeiwert cA nicht die Fluggeschwindigkeit, sondern die Flugleistung.
Erst im zweiten Schritt geht der Widerstandsvorteil in die Fluggeschwindigkeit ein, denn man kann bei gleicher Gleitleistung des dünneren im Vergleich mit dem dickeren Profil mit niedrigerem cA und damit schneller fliegen.

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Vielleicht sollte man bei soviel bunten Linien mal vom Konzept verschieden schneller Profile wegkommen.
und sich nur auf die aerodynamischen Parameter beziehen. Vermischt man die mit geometrischen (alfa) gibt's Konfusion.

Gruss
Reini

Hi,
hat sich überschnitten,
hier der Zoom


Auch wohlwollend betrachtet, es liefert immer noch keine plausible Erklärung für die großen Unterschiede bei den Arbeitspunkten.
Dafür ist auch VZ viel zu dicht aufeinander.
Gruß
Eberhard

Sorry für die Einmischung, aber schau dir mal CL/CD über V genauer an, da zeigt es sich am deutlichsten. Alles ist gut.

Hi,
hier Gleitzahl über V


Diese eklatanten Unterschiede spiegeln sich aber darin nicht wieder.


Gruß
Eberhard

Diese eklatanten Unterschiede spiegeln sich aber darin nicht wieder

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Richtig, weil Du in der Tabelle unterschiedliche Ca vergleichst. Sie sind um den modifizierten Nullauftriebswinkel verschoben. Hat MarkusN doch schon gesagt.

Wenn Du unterschiedliche Profile vergleichst, dann lass am besten alfa bezogene Darstellungen weg, das verzerrt nur die Verhältnisse.
Alfa brauchst Du erst, wenn es um die Einstellwinkel am realen Modell geht, zum Leistungsvergleich sind sie ungeeignet.
Relevant sind Vergleiche bei gleichem CA (=Geschwindigkeit), da siehst Du dann den Gewinn als Gleitzahl- oder Vs Verbesserung.


PS. Denksport:
Wenn Du ein Naca 0018 mit einem HQ 2/9 bei alfa=0 vergleichst, welches ist "schneller"? Und Stimmt das mir der Realität überein?

Eberhard Mauk schrieb:

eben aufgefallen, wenn deine Erklärung stimmig wäre müsste hier in dieser Alpha - V
Grafik der errechnete hohe V Unterschied zu sehen sein, dies ist aber auch nicht der Fall.
Diese Grafik weicht von den errechneten Einzelwerten extrem ab.

Zum Vergrößern anklicken....

Nein, tut sie nicht. Zeichne bei 4.8 ° eine horizontale Line durch den Graph, und sie schneidet die zwei Linen bei extrem unterschiedlichen Geschwindigkeiten.

Und vor allem, wie auch von anderen empfohlen: Vergiss Alpha als wesentlichen Parameter. Das KANN bei unterschiedlichen Konstruktionen höchstens zufällig im gleichen Arbeitspunkt gleich sein.

Hallo,
Fazit ist also die Berechnung der V für den jeweiligen Arbeitspunkt/Alpha in X5 stimmen also.
Mit den Polaren sind die Ergebnisse demnach vereinbar. Es ist kein Plausibilitätsproblem vorhanden.
Gruß
Eberhard