Hai oder Lotus

[Walter Ludwig]

Hallo Skipper,

hier sind die Hydrodynamiker unter Euch gefragt.

Mit einem Kollegen diskutiere ich z.Zt. die Ausführung eines Unterwasserschiffe. Es gaht dabei um die Oberfläche.

Ist es günstiger - sprich schneller - eine möglichst glatte Oberfläche zu haben, z.B. mit einer Lotuseffektfarbe, bei der der Rumpf das Wasser quasi gar nicht berührt, oder ist eine rauhe Oberfläche wie eine Haihaut, die viele kleine Schüppchen hat, besser.

Ich persönlich glaube, das die Haioberfläche günstiger ist, die Evolution irrt sich nur selten.

Mal abgesehen von der praktischen Durchführbarkeit - Lotuseffektfarbe gibt es z.Zt. im Handel nur als Fassadenfarbe und Folien mit Haihautoberfläche soll es geben, gegen sehr viel Geld - interessiert mich das hydrodynamische Problem.

Nun bin ich gespannt auf Eure Meinung.

Grüße

 

[Yeti]

Moin Walter,

ich meine gelesen zu haben, dass auch die diesjähringen AC-Cupper keine absolut glatte Oberfläche hatten.

Hintergrund: Direkt an der Rumpfwand bildet sich ein dünner Wasserfilm, der an der Oberfläche haftet. Die Strömungsgeschwindigkeit ist dort Null. Mit zunehmendem Abstand von der RUmpfwand steigt die Strömungsgeschwindigkeit an. Der Bereich, in dem noch nicht die volle Umströmungsgeschwindigkeit erreicht ist, nennt man Grenzschicht. Der Reibungswiderstand hängt fast ausschließlich von den Strömungsverhältnissen in der Grenzschicht ab. Man unterscheidet hier laminare Strömung (Stromlinien verlaufen parallel mit nach außen hin kontinuierlich zunehmender Strömungsgeschwindigkeit) und turbulente Strömung (mit Durchmischung der Strömung mit starker Geschwindigkeitszunahme in Rumpfnähe), die einen höheren Reibungswiderstand verursacht.

Zu große Rauhigkeit (z.B. durch Bewuchs) führt zu einem vorzeitigen Umschlag von laminarer zu turbulenter Strömung und damit zu einem erhöhten Widerstand. Aber auch eine zu glatte Oberfläche soll nicht optimal sein. Ich habe irgendwo aufgeschnappt, dass der Reibungswiderstand der Grenzschicht auf dem Wasserfilm einer etwas rauhen Oberfläche kleiner sein soll als die Reibung direkt auf einer zu glatten Oberfläche (vielleicht kann der Siggi das erklären?).

Eine Haifischhaut ist nochmal etwas anderes: hier gibt es sehr feine Rillen, die parallel zur Umströmung verlaufen und damit die Grenzschicht günstig beeinflussen. Eine genaue Erklärung habe ich dafür aber auch nicht parat.

Gruß Yeti

 

[Sir Donnerbold Duck]

Hallo Walter,

Der Hai ist günstiger, so weit ich weiß. Man hat mittlerweile auch bei Flugzeugen Experimente mit einer ähnlich gestalteten Oberfläche durchgeführt und festgestellt, das scih damit eine Menge Treibstoff sparen lässt.

Gruß
Sir Donnerbold Duck

 

[Le concombre masqué]

Ich weiß das 3M mal für den America cup eine Hochdünne Folie entwickelt hatte, mit mikroskopischen längsrillen, Dennis Conner hat das mal auf der alten Stars and Stripe.Aber macht euch mal keine Sorgen, das ist im Nanobereich und da müsste man schon 3000 er Schleifpapier benützen und hinterher auch noch 6 monate polieren

 

[Skipper]

Hallo,

schaut euch mal bei den Windsurfern um. Früher habe ich auch mal Bretter gebaut und die ideale Behandlung des Unterwasserschiffs war 1000er Nassschmirgel. Gibt einen echt glitschigen Film, Oberfläche ist trocken leicht stumpf und damals waren alle davon überzeugt dass es die schnellste Oberfläche war.

Ein anderes Beispiel ist ein Golfball. Die vielen hundert Dellen lassen ihn weit fliegen. Wäre er glatt würde er nur ein Drittel der Weite erzielen. Das ganze verkleinert und aufs Wasser übertragen ergibt den gleichen Effekt, denke ich.

Ahoi, Martin

 

[Le concombre masqué]

Original erstellt von Skipper:
Hallo,

schaut euch mal bei den Windsurfern um. Früher habe ich auch mal Bretter gebaut und die ideale Behandlung des Unterwasserschiffs war 1000er Nassschmirgel. Gibt einen echt glitschigen Film, Oberfläche ist trocken leicht stumpf und damals waren alle davon überzeugt dass es die schnellste Oberfläche war.

Ein anderes Beispiel ist ein Golfball. Die vielen hundert Dellen lassen ihn weit fliegen. Wäre er glatt würde er nur ein Drittel der Weite erzielen. Das ganze verkleinert und aufs Wasser übertragen ergibt den gleichen Effekt, denke ich.

Ahoi, Martin

Beim Golfball hat das einen anderen Grund, erkläre ich jetzt nicht, muss essen

 

[Le concombre masqué]

das mit dem golfball ist so: Durch die Rotation bewirken die "Löcher" das die umgehende Luft mit in Rotation gebracht wird und so eine Art Kissen bildet die den Ball "trägt" Würde der Ball nicht rotieren, würde das ihn abbremsen. Ausserdem kann man dadurch dem Ball einen Effet mitgeben, Deswegen sind Tennisbälle auch mit Filz bezogen.
Gewehrkugeln haben auch keine Löcher oder Mulden, alles klar ?



Das ist mit einem Schiff überhaupt nicht zu vergleichen, erstmal dreht der sich nicht, und zweiten ist Wasser 300 mal dichter als Luft .

so, und nun höre ich mit dem klugscheissen auf

[ 30. Juni 2003, 21:27: Beitrag editiert von: Eric ]

 

[TomSkipper]

Ja also ahoi erstmal ... (bin zum Glück kein Hydrodramatiker)!

Hallo Skipper,

hier sind die Hydrodynamiker unter Euch gefragt.

Mit einem Kollegen diskutiere ich z.Zt. die Ausführung eines Unterwasserschiffe. Es gaht dabei um die Oberfläche.

Ist es günstiger - sprich schneller - eine möglichst glatte Oberfläche zu haben, z.B. mit einer Lotuseffektfarbe, bei der der Rumpf das Wasser quasi gar nicht berührt, oder ist eine rauhe Oberfläche wie eine Haihaut, die viele kleine Schüppchen hat, besser.

Ich persönlich glaube, das die Haioberfläche günstiger ist, die Evolution irrt sich nur selten.

Mal abgesehen von der praktischen Durchführbarkeit - Lotuseffektfarbe gibt es z.Zt. im Handel nur als Fassadenfarbe und Folien mit Haihautoberfläche soll es geben, gegen sehr viel Geld - interessiert mich das hydrodynamische Problem.

Nun bin ich gespannt auf Eure Meinung.

Grüße

Für die Schwimmer gibt's sowas schon länger, das Zeug dürfte auch etwas preiswerter sein als die 3M-Riblet-Folie: Speedo Fast-Skin. Das müsste sich doch relativ auf den Bootsrumpf aufbringen lassen?

Modellskippernde Grüße von Tom