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| HYDROFOILS | ||
| QUESTIONS OR COMMENTS | ||
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& 前 & 後 2.震災後972 |
AUTHOR: | Tina Rosado |
| E-MAIL: | [email protected] | |
| COURSE: | 2 | |
| class/year: | 2 | |
main functional requirement:
DESIGN PARAMETER: Hydrofoil (It is a foil or wing under water used to lift the boats hull until it is totallyoutside the water.それは完全に水の外にあるまで、ボートの外皮を持ち上げるために使用される箔または翼です。)
幾何学/構造：
ハイドロフォイル幾何学の詳細
EXPLANATION OF HOW WORKS/ IS USED:
1. 低速では、船体（船体）は水中に沈み、水中翼船は完全に水中に没している。 船の速度が上がると、水中翼船は揚力を発生する。 そのため、船体は水面から出てくる。
4. 船体が水面から持ち上がるため、速度の増加とともに抗力が増加する代わりに（従来のボートでは圧力抗力によって起こる）、水中翼船はより効率的な巡航方法を提供する。
How is the lift produced – Fluid Dynamics.
For the purpose of this project will be presented in a general andbasic way.このプロジェクトでは、2つの説明が一般的かつ基本的な方法で示されます。 これらの理論は、流線曲率効果に対するBernoullis方程式とEulers方程式の応用である。
Bernoullis Equation。 Po = P1 + ½
rv1² + rgy1 = P2 + ½rv2² + rgy2
| 変数 | 単位 |
| Po 停滞圧力 | または |
| P 圧力 | または |
| r 密度 または | |
| V Velocity | または |
| g Gravitational Constant | または |
| y 高さ | または |
水中翼の詳細。 a) 圧力プロファイル b) 運動量伝達 c) 循環 d) 流線
この式は、非粘性、非圧縮性、定常、非回転、物体力が保存的であるとモデル化できる流線に沿った流れに適用されます。 また、フォイルの高さ(下段から上段までの距離)の差は十分小さいので、差rgy2-rgy1は他の項の差に比べれば無視できる程度です。 あとは、圧力に密度の2分の1をかけたものに速度の2乗を加えたものが定数（よどみ圧力）となる。
これらの流線に沿った速度が増加すると、圧力は低下する(このことはまもなく重要になる)。 箔の上面を移動する流体は、下面の流体よりも速く移動する。 渦が反時計回りに回転することによって生じる角運動量を保存するために、フォイルの後縁で渦と等しいが反対の運動量の交換が必要である。 これにより、流体がフォイルの周囲を循環することになる。 これをBernoullisに適用すると、フォイルが流体を切り裂くように、速度の変化が揚力に必要な圧力損失を生成することが観察される。 図に示すように、結果として正味の力（力＝（圧力）（面積））は上向きとなる。 この説明は、運動量保存の原理を用いることでより豊かになります。（運動量＝（質量）（速度）） 初期の運動量を持つ粒子の速度が増加した場合、運動量の差と同じ大きさで反対の方向の反応運動量が存在します。 (図参照)。(Mi = Mf + DM)
Eulers Equation: d(p+rgy)/dn = rv²/R
| 変数 | 単位 |
| P 圧力 | または |
| r 密度 | または |
| V 速度 | または |
| g 重力定数 | または |
| y 高度 | または |
| n 放射状のベクトル | -．– |
| R 流線曲率半径 | or |
Detail of Pressure At Points Over An Airfoil
ここで再び、この図を見ていただきたい。 高さを表す項は、式中の他の項と比較して無視できると仮定する。 この式は、流線の曲率半径の中心から離れるにつれて、流線にかかる圧力が増加することを意味している。 箔の上面は流線の曲率中心に近いので、箔の上の周囲pressureaboveより低い圧力が存在することになる。 この上面の圧力と下面の周囲圧力との差が正味の圧力となり、揚力が発生する（図1）。
Angle of Attack
これまで紹介してきたように、リフトはフォイルの周囲にある領域の流体の力学から生まれるものです。 しかし、揚力は、水中翼を迎え角と呼ばれる角度（流入する流体流れに対して）で配置することによって最適化できる（図参照）。 目標は、抗力に対する揚力の比を最適化することである。 この比はフォイルの形状に依存し、この場合、薄いフォイルと見なされる。 迎え角が小さいと、揚力は急速に増加し、抗力はわずかながら増加する。 迎え角が〜10°になると、揚力は〜15°までゆっくりと増加し、そこで最大になる。 15°を超えると失速する。 迎え角が3°から4°のとき、揚力と抗力の比は最大となる。そのため、迎角3～4°では揚力と抗力の比が20～25:1となり、フォイルはより効率的になる
Limiting Physics:
水中翼形状の詳細
最初、翼形と同様に失速も問題になると考えられますが、意外とそうでもないようです。 水中翼船の設計では、急な迎え角は必要ない。 それどころか、先に説明したように、揚抗比を最適化するために、水中翼船では小さな迎え角が使われる。
重要なのはフォイル、ストラット、サポート、およびそれらの位置の設計である。 これらの特徴はすべて考慮されなければならない。 つまり、ある重量の艇を持ち上げ、フォイルを維持できる最低速度を生み出すように、機能が設計されているのです。
水中翼船が経験しうる問題の1つは、波の高さが支柱よりも大きいことである。 また、工芸品は波よりも高速で移動している場合、foilscouldは、次の波にフォイルダイブするときに、揚力の損失と攻撃の負の角度をもたらし、水の表面と外側に壊れ、工芸品は海にクラッシュさせる。 そのため、水中翼船は、このような制約を最小限に抑え、船の性能を向上させるために設計された。
PLOTS/GRAPHS/TABLES:
投稿なし
Some HydroFOILs AND THEIR USE:
Hydrofoils has become very popular.その結果、水中翼船はとても人気のあるものになりました。 このように、水中翼船は、軍事利用からウォータースポーツまで、さまざまな海上輸送に利用されています。 水中翼船がもたらす高速で滑らかな航行と優れた旋回性能は、軍用船にも利用されています。 また、セーリングでも水中翼船が採用され、スピードアップが図られている。 また、水中翼船は、危険なことに挑戦する人々の欲求を満たす新しい発明を可能にします。 水上スキーに水中翼船を取り付けたもので、水面の上を飛ぶことができる。
REFERENCES/MORE INFORMATION：
本サイトもご覧ください。 Airfoil, Sailboats
Alexander, Alan, James Grogono, and Donald Nigg; Hydrofoil Sailing. JuanitaKalerghi: London, 1972.
Bertin, John and Michael Smith; Aerodynamics for Engineers, Third Ediotion.Prentice Hall.日本経済新聞社、1987.12:
Hook, Cristopher and A.C. Kermode; Hydrofoils.NewJersey,1998.を参考にした。 ピットマン ペーパーバッグ: London, 1967.
The International Hydrofoil Societys Web Page:http://www.erols.com/foiler/index.html