Vilken är den optimala bottenstrukturen f segelbåt??

Här ställer du frågor kring handhavande av segelbåtar, inför köp av segel, om trimning, navigation, kappsegling mm
SAP
Rookie
Inlägg: 3
Blev medlem: mån 22 apr 2019, 15:16

Vilken är den optimala bottenstrukturen f segelbåt??

Inlägg av SAP » mån 22 apr 2019, 15:47

Vi byter ut vår botten färg mot 5-7 lager epoxi. Klubben har hög miljöprofil och vi har låtit skrspa ner botten (istället för blästring, som verkar vara på utgående). Nu infinner sig frågan om vad som är den bästa strukturen på bottenfärgen. Intuitivt vill man ha det så slätt som möjligt men när man läste hydrodynamik på KTH (70-talet) så fick man lära sig att laminär strömning ger högre motstånd. Lite knottrigt delaminerar och smörjer skrovet bättre. Naturen sägs ha utrustat hajen med ett ”lågfriktionsskrov” med små knottrar. Vårt skrov är nu rollat och har lite av apelsinskal-yta. De slipade ner lite efter ett par lager men det är ändå den där apelsinytan.
Så, det jag undrar är omutigall detta är fel typ av knottrar? Är det bättre att ha en slät yta (nytt projekt till nästa vinter) med mikroknottrar iform av slippappers-spår? Vad är bästa appliceringsmetoden? Kanske roller PLUS pensel eller jetstrykare. Tacksam för inspel!!
Mvh SAP

barry
Diamantmedlem
Inlägg: 229
Blev medlem: lör 05 nov 2005, 17:49

Re: Vilken är den optimala bottenstrukturen f segelbåt??

Inlägg av barry » mån 22 apr 2019, 17:12

För moderna teorier kring släpmotstånd och ytsläthet av världens
ledande forskare inom området rekommenderas Principles of Yacht Design av Lars Larsson och Rolf E. Eliasson. Ges som kurs för glada amatörer med ojämna mellanrum.

Kort och förenklat så utgör friktionsmotatåndet ca 25% av det totala motståndet i deplacementfart. Vill du minimera, slipa. Knottror kan du glömma. Lars Larsson själv är mkt skeptisk till att det ens finns någon sådan effekt, vare sig teoretisk eller praktisk. Om det öht är något som ger effekt, så är det knappast ett trivialt mönster att återskapa

För mer praktiskt inriktade råd, se t ex Jimmy Hellbergs utmärkta texter i ämnet

http://www.jimmyh.se/2015/04/15/bottenfinish-2-0/

SAP
Rookie
Inlägg: 3
Blev medlem: mån 22 apr 2019, 15:16

Re: Vilken är den optimala bottenstrukturen f segelbåt??

Inlägg av SAP » mån 22 apr 2019, 21:34

Tack barry för initierat svar och värdefull länk. Jag börjar dessutom känna igen det där med förliga tredjedelen och halvan av båten som de mest kritiska delarna. Den tydliga slutsatsen är alltså att göra ytan så slät som möjligt för att behålla den laminära strömningen. Dvs, apelsinyta=mindre bra.
Kan någon på tråden då ge tips om hur man får till den släta ytan (möjligen våtslipad) med epoxi (International i detta fallet). Vi tänker köra med borsttvätt första säsongen o testa utan ”giftfärgen”. Är det lönt att applicera med roller och följa upp med planstrykare? Eller kanske med pensel? Hur varmt ska det vara (eller inte vara) i luften?? Är det någon som har tips så emottages de tacksamt.
Tack igen barry!
Mvh SAP

Användarvisningsbild
Seawolf
Diamantmedlem
Inlägg: 1697
Blev medlem: mån 24 okt 2005, 15:27

Re: Vilken är den optimala bottenstrukturen f segelbåt??

Inlägg av Seawolf » tis 23 apr 2019, 05:35

Knottror är inte den optimala framkallaren av mikroturbulens. Ett system av längsgående räfflor är det, och motsvaras av hajskinnsfjällens räfflor.
Ett antal strömningsprov har genomförts på ett antal olika labb. Man uppnår c:a 5-10% sänkning av glidfriktionen med optimala räfflor ("riblets"), beroende på typ och utförande.
Naturen har funnit flera sätt att minska glidfriktionen. Samtliga bygger på att fördröja övergången från laminär till turbulent strömning närmast ytan. Delfiner har ett mjukskikt närmast hudytan som dämpar vibrationer. Hajar har fjäll med små längsgående räfflor som skapar mikrovortexvirvlar vilka i sin tur verkar dämpande på storskaligare vibrationer som snabbt övergår i turbuent virvelbildning.
På en segelbåt är det svårt att applicera räfflor. Dessutom förbjuder de internationella kappseglingsreglerna "artificiella metoder att minska friktionen". Regeln infördes efter att "Stars and Stripes" tejpade botten med 3-M-framtagen räffeltejp inför finalseglingarna mot Australien i Perth. Som då vanns lätt.
Baserat på ovanstående har jag kontaktat några erkända auktoriteter på strömningslära (en gästprofessor på CTH bl.a.) som bekräftar att räfflor ger funktion. För fartområde 4-6 knop skall räfflorna vara 0.1mm höga och med 0.2mm mellanrum för max effekt. För båtar mellan 8 och 12 meter är detta OK, för där är inte vågbildningsmotståndet dominerande, utan glidfriktionen.
Man kan få fram något av den typen med att först se till att bottnen är klart slätare än 0.1mm. Sen späder man bottenfärgen så den blir lite rinigare än vanligt. Man bestryker sen botten med en planstrykare med mohairyta (lägg in vadd mellan tyget och metallplattan så klaras dubbelkrökta ytor bättre).
Stryk i den väntade strömningsriktningen. Labbmätningarna visar att räfflorna får ligga i max +/- 10 grader fel riktning. Då får man en yta som är nånting åt det önskade räffelhållet.
Och ingen kan gå iland med att tolka kappseglingsreglerna så att det är otillåtet att måla botten på det viset....

Och ja, jag har använt detta målningssätt i flera år, och har ALDRIG blivit frånseglad av liknande båtar vid t.ex. plattläns i lättare vindar med liknande segelföring, utan snarare tydligt glidit ifrån med lätthet.

https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.5027522

https://royalsocietypublishing.org/doi/ ... .2010.0201
"The Seawolf is a mythical creature that does not exist in any known culture. According to University lore, the Seawolf is a sea creature that brings good luck to anyone to lay eyes on it. "

HansH
Diamantmedlem
Inlägg: 1123
Blev medlem: mån 24 okt 2005, 14:29
Ort: Göteborg

Re: Vilken är den optimala bottenstrukturen f segelbåt??

Inlägg av HansH » tis 23 apr 2019, 09:59

När det gäller att endast ha epoxi (primer?) på båten - observera att all epoxi inte är UV-stabil och behöver täckmålas med något - så om man inte skall ha giftfärg, tex en lämplig lackfärg.
Tex om du avslutar med en fin vit epoxi och vill fortsatt ha en vit botten och inte en ljusgul, som icke UV-stabil epoxi tenderar att bli...

Nedan saxat från "Nils Malmgren"
Epoxiplaster baserade på aromatiska epoxihartser är känsliga för ljus i UV-området. Direkt bestrålning med ultraviolett ljus ger en mycket snabb gulning. Även vanligt dagsljus innehåller tillräckligt mycket ultraviolett strålning för att gulning skall ske. Bäst resistenta är alifatiska epoxihartser med anhydrid eller aminhärdare

Användarvisningsbild
Anders S
Diamantmedlem
Inlägg: 11282
Blev medlem: fre 20 maj 2005, 07:23
Ort: Sandö hamn (Onsala)

Re: Vilken är den optimala bottenstrukturen f segelbåt??

Inlägg av Anders S » ons 24 apr 2019, 06:32

Det finns viss evidens för att rätt ytstruktur eller andra knep kan minska friktionsmotståndet en smula. Microräfflor (Seawolfs "hemmagjorda" variant) är en, lufttillförsel (luftsmörjning) är en annan. Jag gissar också att microräfflor fungerar som små vortexgeneratorer, som då skulle stabilisera strömningen och minska turbulensen längre akteröver. Men effekten är osäker.

Vill man vara skeptiker kan man ju också förklara Seawolfs snabba båt med att den typen av omsorg som då visats botten mer allmänt inte är så vanlig, utanför kappseglingssvängen. Att pensel- eller dynränder bör ligga i strömningsriktningen låter då rimligt. Polerade ytor fungerar dock bra, men är ju opraktiskt på båtar som inte torrseglas.

Knottror är inte rätt väg att gå, även om det är ett verktyg i påsen, de också. Golfbollar behöver sina "dimples" för att flyga stabilt och kontrollerat (men inte längre sträcka), knottror och annat används för att STÖRA strömningen, när stabil strömning (turbulent) är viktigare än att riskera en oscillerande laminär strömning - skorstenar och master är exempel.
Anders S

SAP
Rookie
Inlägg: 3
Blev medlem: mån 22 apr 2019, 15:16

Re: Vilken är den optimala bottenstrukturen f segelbåt??

Inlägg av SAP » ons 24 apr 2019, 12:10

Tack alla för kunniga input. Flera tankar;
1. Man skulle ha tänkt på en del av detta ”innan” epoxiprojektet drogs igång. Vi kör den här säsongen och testar. Vi kör med klubbens borsttvätt och ser hur det funkar. Till hösten överväger vi att slipa ner spelsingroparna för att få den helt släta ytan. Ivarjefall fram till i höjd med masten.
2. Vi har vit botten (med blå vattenlinje och benvit skrov). Vi får helt enkelt se hur gulnaden blir. Isåfall är det väl vid vattenlinjen. Hoppas International har den senare typen av epoxi.
3. Varför har ingen båtfabrikant (utanför entypsbåtarna) funderat på stt lägga in de 0,1mm rifflorna i gjutförmen (dvs, tejpa gjutformen) från början? Eller är det att ”attificiellt anlägga...osv” gäller även för att utrusta skrovet för iptimalt glid refan i tillverkningsprocessen. Hur definieras ”anlägga”?? Det kanske är att dra det lite för långt, vi talar ju ändå bara om segling.
Ha trevlig seglings/båtsäsong!!
Mvh SAP

Användarvisningsbild
Seawolf
Diamantmedlem
Inlägg: 1697
Blev medlem: mån 24 okt 2005, 15:27

Re: Vilken är den optimala bottenstrukturen f segelbåt??

Inlägg av Seawolf » tor 25 apr 2019, 05:58

Mera info om detta med räffelmålning kan inhämtas från bilagan....
snabb botten.pdf
(936.5 KiB) Nerladdad 44 gånger
"The Seawolf is a mythical creature that does not exist in any known culture. According to University lore, the Seawolf is a sea creature that brings good luck to anyone to lay eyes on it. "

Användarvisningsbild
Anders S
Diamantmedlem
Inlägg: 11282
Blev medlem: fre 20 maj 2005, 07:23
Ort: Sandö hamn (Onsala)

Re: Vilken är den optimala bottenstrukturen f segelbåt??

Inlägg av Anders S » tor 25 apr 2019, 13:58

Helt klart måste jag då kasta in denna: http://ijmt.ir/browse.php?a_code=A-10-5 ... lc_lang=en
Sista delarna kan vara intressanta.
Anders S

Användarvisningsbild
Seawolf
Diamantmedlem
Inlägg: 1697
Blev medlem: mån 24 okt 2005, 15:27

Re: Vilken är den optimala bottenstrukturen f segelbåt??

Inlägg av Seawolf » fre 26 apr 2019, 07:00

Bekräftar att "riblets" ger effekt.
Men av allt jag tagit del av inom ämnet "Skin Friction" är det bara en enda publikation som identifierad det jag själv dragit slutsatsen vara gemensam orsak till reducerande mekanismer, nämligen närvaro i närhet av ytan av något som dämpar vibrationer. Sådana vibrationer bildas utefter ytan och efter en sträcka som bestäms av viskositet, hastighet och hur lång sträcka som strömningen mot ytan skett, så bryter vibrationerna samman och turbulensen börjar och förvärras därefter.
Publikationen ifråga identifierade att om man i ett rör inför dels en ren strömmande vätska, men med en polymerhaltig vätska i centrum av röret, så fördröjs övergången till turbulent strömning signifikant i röret. Därefter satte forskarna upp en matematisk modellering av fenomenet med inkluderat dynamisk dämpning. Då kunde de visa att det just var dämpningen som gav resultat, trots att dämpningen inte förelåg i gränsskiktet utan i närheten. Men eftersom vibrationstendensen fortplantade sig till hela rörets tvärsnitt så gav det effekt i alla fall.
Inom pappers- och massaindustrin är det välkänt att om man pumpar vatten/pappersfiberslurry i en pipeline, så räcker det med ganska lite fibrer i vattnet för att strömningsmotståndet skall minska med flera gånger. Fibrerna medför alltså just en sådan dämpning.
Ett annat talande exempel lär ha varit att USAs marin skall ha fäst delfinhud på botten av testbåtar för att nå samma friktionsfattiga glid som delfiner. Men det gav inget resultat alls, trots att alltså ytstrukturen behölls. Det är alltså troligen så i stället att det är dämpförmågan innanför delfinens hud som ger resultatet, men som förlorades vid överflytten till båtbotten.

Ämnet är klart intressant, även om det är svårt att rent praktiskt kunna använda metoderna.
"The Seawolf is a mythical creature that does not exist in any known culture. According to University lore, the Seawolf is a sea creature that brings good luck to anyone to lay eyes on it. "

BoJ
Guldmedlem
Inlägg: 50
Blev medlem: ons 02 jul 2014, 10:34

Re: Vilken är den optimala bottenstrukturen f segelbåt??

Inlägg av BoJ » fre 26 apr 2019, 16:16

En annan teori om bottenoptimering.

https://www.hamnen.se/bloggar-kronikore ... -9r11M9Nss

Peter_K
Diamantmedlem
Inlägg: 2234
Blev medlem: tor 07 jul 2005, 07:12

Re: Vilken är den optimala bottenstrukturen f segelbåt??

Inlägg av Peter_K » fre 26 apr 2019, 17:39

Frågan är ifall dessa ”riblets” ger en mätbar effekt ens i de låga farter vi seglare rör oss?
Alla borde ha skägg

Användarvisningsbild
Seawolf
Diamantmedlem
Inlägg: 1697
Blev medlem: mån 24 okt 2005, 15:27

Re: Vilken är den optimala bottenstrukturen f segelbåt??

Inlägg av Seawolf » lör 27 apr 2019, 19:08

Peter_K skrev:
fre 26 apr 2019, 17:39
Frågan är ifall dessa ”riblets” ger en mätbar effekt ens i de låga farter vi seglare rör oss?
"Ribletsteorierna" gäller oberoende av vilket strömmande medium det handlar om, allt mellan luft och tjära. Det finns ett tal, Reynolds tal, som tar hänsyn till viskositet, strömningshastighet och hur långt utefter ytan som laminära strömningen börjar oscillera och sen övergå i virvelbildning. Vid visst Reynolds tal sker denna övergång till turbulent strömning. Alltid samma tal!

De forskningsprov som gjorts med riblets har alltså gjorts med framförallt vatten (fartyg/båtar) och luft (flygplan). Och för varje viskositet och fart kan strömningsteoretikerna räkna fram den optimala storleken på motsvarande riblets:

"Efter kontakter med två olika forskare inom strömningsteknik, William George (professor på Chalmers) och Konrad Koeltzsch, för att få belyst lite mera exakt vilka dimensioner på räfflor som borde vara optimala för en segelbåt runt 4-7 knop visar det sig att båda kommer fram till att räfflorna skall ha följande dimensoner för att vara optimala: För 4 knop, räffelavstånd 0,2 mm, för 7 knop, räffelavstånd 0,1 mm. Eftersom vågbildningsmotståndet för våra vanligare båtar börjar bli tydligt vid ungefär 5-6 knop, så bör man optimera räfflorna för c:a 4 knop, alltså skall man ha c:a 5 räfflor per mm. Höjden på räfflorna skall då vara c:a halva delningen, alltså c:a 0.1 mm. Strömningsriktningen behöver bara stämma inom 10 grader."
"The Seawolf is a mythical creature that does not exist in any known culture. According to University lore, the Seawolf is a sea creature that brings good luck to anyone to lay eyes on it. "

Peter_K
Diamantmedlem
Inlägg: 2234
Blev medlem: tor 07 jul 2005, 07:12

Re: Vilken är den optimala bottenstrukturen f segelbåt??

Inlägg av Peter_K » lör 27 apr 2019, 20:26

Så kan det vara.
Men frågan är fortfarande ifall det ger någon mätbar skillnad i praktiken jämfört med t ex en helt slät botten.
Alla borde ha skägg

Användarvisningsbild
Seawolf
Diamantmedlem
Inlägg: 1697
Blev medlem: mån 24 okt 2005, 15:27

Re: Vilken är den optimala bottenstrukturen f segelbåt??

Inlägg av Seawolf » sön 28 apr 2019, 06:43

Peter_K skrev:
lör 27 apr 2019, 20:26
Så kan det vara.
Men frågan är fortfarande ifall det ger någon mätbar skillnad i praktiken jämfört med t ex en helt slät botten.
Forskarnas vetenskapligt gjorda och rapporterade försök med olika varianter av "riblets" visar på glidfriktionsreduktioner på runt 10%.
Att det sen är svårt att åstadkomma ideala riblets som varar på en segelbåt är en annan historia.
Men det är oklokt att utan evidens förkasta fakta och i stället tillämpa sin tro.
"The Seawolf is a mythical creature that does not exist in any known culture. According to University lore, the Seawolf is a sea creature that brings good luck to anyone to lay eyes on it. "

Skriv svar