Het CAD-Systeem voor het ontwerpen van jachten

EEN CAD-SYSTEEM VOOR HET ONTWERPEN VAN JAChTEN

Ir. NT. van Harpen.

2 JULI _{1981 WB.80/OC-9006}

ÂRCH1EF

Lab.

y. Schèepshouwkund

Technische Hogeschooi

Inhoud

biz.

Achtergronden van het systeem

2

1.1.. Ontwerpen van jachten

2

1.2. Prestatievoorspelling

7

1.3. Integratie van programma's via sequèntiële files

9

Beschrijving van het systeem

Literatuurverwijzingen

V

Bijiagen

:

I

Berekening van de weerstand van jachten

II

Gegevens Spirit

8'

V

JJ Ponsconcepten

IV

Profieldoorsnedén

V

Notaties uitvoer DESIGN

2.1. De structuur van het systeem

2.2.. Programma VORM V

2.2.1. Starten van het progrâma en interactieve invoer

2.2.2. De meetpunten (invoer) file

2.3. Programma LIJNEN

2.4. Prògramma APPEND

2.4.1.. Starten van het programma en interactieve invoer

2.4.2. Invoerfile met gegevens van kiel en roer

2.4.3. Ballast

2.4.4. Programrnaveroop en uitvoer

2.5. Programma DESIGN

2.5.1. Starten van hetprogranima eninteractieve invoer

2.5.2. Invoerfi]es

25.3. Uitvoer

2.6. Programma WRITE

2.7. Programa PREDÏC

2.8. Programma IOR

: ₁₁ 13 13 13 15 16 16 16 17

18;

19 19 20 20 20 21 21

Een CAD-systeenivoorhet ontwerpen van jachten

1. Achtergronden Y!ht systeem

Het CADOS-systeem, een programmapakket ter ondersteuning van het ont-werpen van zeiljachtën is tot stand gekömen naar aanleiding van

activiteiten gericht op:

het converteren van een aantal, oorspronkelijk voor batch-verwerking geschreven, programma's voor berekingen aan zeiljachten, naar de DEC System 10 computer van de THTwente,

onderzoek naar de mogelijkheden en beperkingen van een sequen-tieel file-systeem voor het integreren van, inprincipe, onaf-hankelijke programmas,

het testen óp bruikbaarheid van de methode voor prestatievoorspelling van jachten, zoals gepubliceerd door Myers en van Oossanen.

Aivorens in hoofdstuk 2 de mogelijkheden en het gebruik van het systeem toe te lichten wordt allereerst op bovengenoeinde punten dieper

inge-gaan.

1.1. Ontwerpen van jachten

Het onderzoek naar de aero- en hydrodynamische achtergronden van het zeilen heeft geresulteerd in een aanzienlijke toename v4n de hoeveeiheid kennis, beschikbaar bij het antwerpen van jachten. In Nederland speelt het Laboratoriumvoor Scheepsbouw-. kunde van de Technische Hogeschool Delft een belangrijké roi in dit onderzoek, waarvan de resultaten gepubliceerd zijn en worden in onder andere bijdragen aan de door het Laboratorium voor Sçheepsbouwkunde in samenwerking met de HISWA georganiseerde 2-jaarlijkse Symposia on Yachtarchitecture.

De onderwerpen die op deze symposia aan de orde zijn geweest hebben veelal betrekking op een deelgebied van de problematiek van het antwerpen van jachten. Naarmate meer resultaten van weten-schappelijk onderzoek beschikbaar komen, gaat men zich verder verdiepen inhet eigenlijke ontwerpproces van zeiljachten mede met het doe] de nieuw Verworven inzichten in de dagelijkse praktijk

Joubert [1] , v.d. Stadt [2] en tephens [3] hebben jeder hun

visie op het ontwerpproces van jachten gepubliceerd.

Olin Stephens heeft geprobeerd het ontwerpproces kort samen te

vatten in een aantal logisc.h met elkaar samenhangende stappen:

Lenyte - aangenomen

Dispiacement/lengte verhouding aangenomen

2.1.. Displacement

Breedte - aangenomen als geschikte B/L-verhouding

Diepgang

Benaderd rompgewicht. bepaald door 1,? en 3. Benaderd nat opperviakovereenkomstig 1,2,3., en 4 Benaderd zeilopperviak, overeenkomstig 2,4 en 6 7.1. Hoogte van het tuig

Benaderd gewicht van het tuig overeenkomstig 7 Benaderd ballastgewicht overeenkoménd met 2,5 en 8 BM consistent met 1, 2.1, 3 en 4

Ligging van B uit 2.len 4

Ligging van G consistent met 4,5, en 9. GM overeenkomstig 10, 11 en 12

Stabilite:it uit 7 en 13.

Afhankelijk van d resultaten: modificeer parameters en loop.

Zoals bij vele ontwerpprocessen is 00k hier sprake van een iteratief-proces, als gevoig van het feit dat bepaalde parameters samenhangen met anderen op een wijze die aanleiding geeft tot kip en ei-kwesties.

De ontwerper zal, aan de hand van het eisenprograrruna, met zijn ervaring,

neergelegd in onder andere verhoudingsgetallen, door systematisch variëren van verschillende parameters, toewerken naar een, in eerste instantie, bevredigende set hoofdafmetingen.

De volgende stap is het ontwikkelèn van een rompvorm, met kiel en

roer-configuratie, die voldoet aan de geformuleerde eisen en voorts aan

hydrodynämische en esthetischë eisen en aan -last bút not least- eisen gesteld door de meting voor de Ratingrule waaronder wedstrijden

gevaren zullen worden.

Als gevoig van de ontwikkeling van bruikbare theoriëen voor de werking van kiel en roer is het mogelijk geworden het ontwerp van kiel en roer gescheiden van dat van de jachtromp uit te voeren.

Een ontwerper die met de hand de rompvôrm van een Jacht tracht uit te werken, begint met het opzetten van een aantal spantdoorsneden, die de hem voor ogen staande rompvorm zogoed mogeiijk vastleggen, waarbij hij zich baseert op eeri kromme van spantopperviakken,

afge-leid uit de eerder bepaalde hoofdgegevens van de boot. Wanneer hij meent een bevredigende vorm op papier gezet te hebben wil hij zo spoe-dig mogelijk een aantal hydrostatische en stabiliteitsgegevens

uit-rekenen orn te kunnen nagaan of de ontworpen vorm inderdaad aan de eisen voldoet. Tegelijkertijd worden vorm en plaats van kiel en roer zp gped mogelijk.bepaald. Voldoen vorm van böot, kiel en roer inder-daard aan de gestelde eisen dan zal de ontwerper zijn schetsen gaan uitwerken in een definitieve iijnentekening; is dat niet het geval

dan zullen de rompvorm en eventueel de kiel en het roer gewijzigd worden totdat wel zo goed mogelijk aan de eisen voldaan wordt.

Sinds de introductie van de computer worden pogingen in het werk

gesteld orn, uitgaande van, in het voorontwerpstadiurn bepaalde,

romp-vorm parameters, met behu1p--vancomputerprograma's, lijnentekeningen te genereren. Twee richtingen zijn in dit onderzoek te onderscheiden: door niet al tegrote wijzigingén van éen "parent" vorm, genereren van een nieuwe vorm die aan de gestelde eisen voldoet enerz.ijds

en anderzijds het langs mathematische weg genereren van geheel nieuwe rompvormen met behuip van polynoom benaderingen voor waterlijnen, spantvormen, enzbvoort.

De gepubliceerde methoden hebben inhet algemeen betrekking op romp-vormen van koopvaardij- of marineschepen die Over het algemeen toch andere karakteristieken hebben dan zeegaande zeiljachten.

Een voorbeeld van de methode orn uitgaande van een 'parent model een romp te genereren wordt gegeven in [4] . In het betreffende computerpro-. gramma is 00k voorzien in de mogelijkheid orn vanuit een basismodel

een jachtvorm volgens bepaalde specificaties te genereren.

In [5] en [6] o.a. worden methoden beschreven die berusteñ op poly-noombeschrijving voor de vorinparameters en voor de verschillende doorsneden van de romp.

n principe biedt het in [4] beschreven programma goede mogelijk-heden: te voren moeten echter voldoende verschillende rompvormen, aan-sluitend bij de praktij.k van een bepaalde ontwerper, op extern ge-heugen van de computer opgeslagen worden. Na invoering van de als eis gestelde vormparameters, ]eve.rt de computer dan een lijnentekening en

WB.80/OC-9006

-5-de bijbehoren-5-de hydrostatische gegevens van een rompvorm die nauw-keurig aan de gestelde eisen voldoet.

De in het voorgaande beschreven werkwijze van een ontwerper wanneer hij met de hand romp, kiel en roer vorm geeft, geeft aanleiding tot het formuleren van een aantal eisen waaraan optimale computerondersteu-ning van dit proces moet voldoen:

- Het moet mogelijk zijn eenvoudig en snel de vorm van romp, kiel en roer in de computer vast te leggen,

het moet mogelijk zijn de ingevoerde vormen snel te wijzigen,

- het moet mogelijk zijn orn snel hydrostatische en

stabilitei.tsbe-rekeningen te maken van romp en kiel met roer apart en van de

corn-binatie,

verschillende rompen moeten met verschillende kiel/roer configu-raties gecombineerd kunnen worden.

Door het Laboratorium voor Scheepsbouwkunde van de THDelft zijn inder-tijd programma's voor hydrostatische en stabiliteitsberekeningen

van schepen gepubliceerd [7] . Na aanpassing van deze programmas

aan de specifieke eisen die jachten stellen ennatomprogramering naar een snelle time-sharing computer (DEC-System 10) bleek het rnogelijk een syteem te ontwikkelen dat redelijk aan de gestelde eisen voldoet. De invoer van de rompvorm vindt plaats doordat van een aantal spant-doorsneden een (voldoende) aantal punten in y- en z coördinaten opgegeven wordt. Naarmate men meer spantdoorsneden kiest en per

doorsnede meer punten, zal - in principe aithans- de vorm van de romp nauwkeuriger worden vastgelegd.

De opgegeven punten worden vastgelegd in een file. Wijzigen van deze file kan eenvoudig geschieden met behuip van de editor van de DEC

System 10. De ingevoerde punten kunnen gecontroleerd worden met behuip van een programma waarrnee op een plotter de contouren van de ingevoerde spantdoorsneden getekend kunnen worden. Een verdere verbetering

is te verkrijgen door de invoer te laten plaats vinden via een rand-apparaat dat grafische invoer kan verwerken (beeldscherrn of digitizer). Bij het ontwikkelen van het systeem stond een dergelijke faciliteit echter niet ter beschikking.

Ten behoeve van het ontwerp van kiel en roer werd een nieuw programma ontwikkeld. De voor dit programma gekozen opzet sluit aan bij de

aan-wB.8P!OC9oo6

be.velingen voor het ontwerpen van kielen en roeren, zoals gegeven in [8] De structuur van het programma voor het ontwerpen van kiel en roer en voor het ontwerpeñ van de rompvorm, tesamen met de gebruikte filestructuur is

zo-danig dat de volgende mogelijkheden aanwezig zijn:

ontwerpen c.q. doorrekenen van een rompvorm zonder kiel en roer,

- ontwerpen c.q. doorrekenen van een kiel en roer configuratie, onafhan-kelijk van een bepaalde rompvorm,

- doorrekenen van een willekeurige combinatie van een romp met een kiel!.

roer configuratie. . .

Nadere details over beide prograrnm&s worden gegeven in hoofdstuk 2.

Nadat romp, kiel en roer ontworpen zijn dienen zich 2 problemen aan:

de te verwachten rating vòlgens de International Offshore Rule,aithans

wanneer het jacht besternd is orn aan wedstrijden'deel te nemen.

de te verwachten prestaties.van het jacht.

Het doorrekenen van de I.O.R.-rating. is een tamelijk arbeidsintensief werk, dat zich, mede door de opzet van het rekenproces, uitstekend leent

orn met behuip van een computer uitgevoérd te worden. Reeds kort na de

intro-ductie van de I.O.R. in Nederland is een ALGOL-programma geschreven, met be-huip waarvan gedurende de jaren 1972-74, via de toenmalige IBM-computer

van de THlwente, alle I.O.R.-meetbrieven voor het K.N.W.V. vervaardigd zijn. Dit programma is geconverteerd naar de DEC System 10 computer én aangepast aan de huidige Mark 111-Rules.

De prestaties van een jacht zijn tot nu töe moeilijk te voorspellen: door de veelheid van faktoren die. hierbij, naast de kwaliteit van het ontwerp

zeif, een rol spelen, is het niet mogelijk eenduidig aan te geven wat de prestaties van een jacht in de praktijk zullen zijn. Bu het ontwïkkelen van een nieuw ontwerp vertrouwt de ontwerper op zijn ervaring, opgebouwd met voorgaandé ontwerpen. Specifieke vragen op hydrodynamisch gebied

(rompvorrn, vorm van kiel en roer,. gedrag in golven) kunnen door onderzoek

in de sleeptank, op basis van vergelijking met andere, eerder gesleepte modellen, beantwoord worden.

Door verschillende auteurs _f9J , [10] , [11] , [12] zijn methoden beschreven

orn de sneiheid van zeiljachten te berekenen aan de hand van bekendé aero- en

hydrodynami sche gegevens.

In de volgende paragraaf worden de resultaten beschreven, verkregen met een reeds eerder gepubliceerd programma [13] , berustend op de methode van

WB. 80/OC 9OO6

-7-áan de voorstellen van van Oossanen 1121

1.2. Prestatievoorspelling

In [13] is de door Mills gepubliceerde rekenmethode en het op die methode berustende computerprogramma ui,tvoerig beschreven, zodat,

kortheidshalve daarheen verwezen wordt. Het programma levert een voor-spelling van de optimale sneiheid van een jacht bij het zeilen aan de wind, mits geschikte gegevens van het zeilpian in de vorm van gemeten of

berekende zeilcoëfficiënten aanwezig zijn en mits hdrodynamische gegevens van de boot in adekwate vorm ter beschikking staan.

In het huidige programma moeten, juist als bij het oorspronkelijke programma, de zeilcoëfficiënten ingevoerd worden als lift- en weer-standscoëfficiënten, afhankelijk van de hoek - B), bij een

he1lings-hoek = is de hoek tussen de scheepssnelheid V5 en de

schijn-bare wind VA ; B Staat voor de drifthoek, de hoek tussen hartlijn

van de boot en de voortbewegingsrichting VS . Door de

zeilcofficiën-ten op deze wijze in te voeren zijn zu principleel onafhankelijk van enige eigenschap van de boot zelf.

De laatste jaren zijn er door verschillende auteurs zeilcoëfficiën-ten gepubliceerd, gebaseerd op zowel nietingen op ware grootte, op mathematische modellen, als op windtunnelmetingen. Marchaj geeft in [14] een overzicht van de verschilende meetmethoden en vergelijkt de ermee bereikte resultaten. Bovendien geeft hij de waarschi.jnlijke oorzaak van de verschillen tussen de resultaten van ware grootte metingen met die uit mathematische modellen en windtunneltests. Op

deze verschillen wordt nog nader teruggekomen.

In het oorspronkelijke computerprogramma, zoals beschreven in [13] worden de hydrodynamische krachten en momenten, uitgeoefend op romp,

kiel. en roer vastgelegd in analytische uitdrukkingen in V5, B en

De coëfficiënten van deze uitdrukkingen moeten per boot door middel van modeiproeven in de sleeptank bepaald worden [15] , waardoor deze

methode niet voorontwerpdoeleinden9ebruiktkanworçlen.

Myers [11] publiceerde een eenvoudige methode orn de hydrodynamische krach-ten uit te rekenen aan de hand van de belangrijkste krakteristieken

aangepast aan de nieuwste statistische gegevens. In Bijiage i

wordt deze rekenmeth.ode ùitvóerig beschreven, in de vorm zoals deze

in het huidige computerprógramma is 'opgenomen. Voor de berekening

van de genduceerde weerstand en de dwarskracht op romp, kiel en

roer wordt gebruik. gemaakt van de "equivalente kiel" methode.

Enkele resultaten van het prestatievoorspell9flgsprogramma wordéli gegeven in tabel II en figuur 1. Deze resultaten, betrekking hebbend op het van de Stadt öntwerp Spirit 28', zijn vergeleken met resul-taten, verkregen in de sleeptank [19] . Bijiage II geeft de

belang-rijkste gegevens van boot, kiel en roer, die bij de berekenin.g

ge-bruikt zijn.

In eerste instantie is. gebruik gemaakt van de zeilcoëfficiënten

ge-publiceerd door Wagner en Boese[20].De resultaten waren niet bevre-digend, ïn die zin dat de sneiheid in de wind te klein was in verge-lijking met die bepaald met behuip van de Gimcrack-coëfficiëntefl

en resultaten van sleep.proeven.

Marchai maakt in [14] aannernelijk dat de uit windtunnelproeven

be-paalde zeilcoë,fficiënten te klein zijn in ve.rgelijking met die,

bepaald uit ware grootte metingen (Gimcrack-coêfficiënten). De def

i-nitieve berekeningen zijn dáárom uitgèvoerd met gewijzigde

zeil-coëfficiënten, zoals gegeven i.n Tabel I.

Tabel t. Zeilcoëfficiënten voor = 00

Figuur i geeft de vergeli.jking tussen de berekende sneiheid in

de wind en de sneiheid in de wind bepaald uit modeiproeven met behuip,' van de Gimcack-coëfficiënten [19] . Tabel II geeft een -vergeljking.

tussen de sneiheden voor de wind bij standaard windsneiheden van

A - CL CD 150 _{0.36 0.080} 20 0.59 0.120 25° 0.90 0.185 300 _{1.20 0.255} 350 .1.50 0.370 400 _{1.68 0.500}

6 e c

vw

lo

5 4 3 2

i

o

li

9 8 7

/

y

proqramm'

modelprogveri

/

/

/

/

/

z

o

_i

₂

₃

Vm

g -

rn/s

e c

3.5, 7 én 10 rn/sec.

label II. Sne]heid voor de wind Spiri.t 28'

De verschillen tussen de brekende en de gemeten waarden zijn, zowel

bij de sneiheid in de wind, als bij de snelheid voor de wind, het grootste bij hogere bootsne]heden (orde van grootte : 5%). Gezien echter de vele aannamen en onzekerheden in de berekeningsmethode en gezien het

statis-tisch karakter van de voor de restweerstand gebruikte uitdrukkingen een alleszins bevredigend resultaat.

1.3. Integratie van programm&s via sequentiëlefïies

In slechts weinig gevallen za] een CAD-gebruiker zijn probleem in één enkele programmastap kunnen oplossen. CAD veronderstelt. een

dia-bog tussen ontwerper en programma, waarbij de ontwerper de gang van zaken in hoge mate bestuurt door op bepaalde momenten gegevens in te voeren of te wijzigen en door relevante informatie p te vragen. Dit betekent

dat hoge eisen gesteld worden aan de rnogelijkheid orn gegevens tussen

programmadelen of tussen programma's uit te wisselen.. De in- en uitvoer van gegevens vifldt plaats, hetzij naar de gebruiker van het programma

(systeem) via toetsenbord en afdrukeenheid, hetzij binnen het systeem, waarbij het centrale geheugen of extern hulpgeheugen (schijf) als op-s]agmedium fungeren. Figuur 2 geeft een schema van .de informatie-stromen binnen een CAD-systeem.

Er staan verschillende concepten orn gegevensuitwisse]ing tussen program-ma's en programmade]en tot stand te brengen, ter beschikking:

globale variabelen, subroutine mechanisme 2.1. parameters

2.2. COMMON-gebieden op subroutine en subsysteemniveau, zoa]s o.a. in FORTRAN Windsnelheid rn/sec. 3.5 -. 7.0 10.0 v y s (berekend) (gem./ber.) rn/sec rn/sec 1.89 1.91 3.21 3.26 4.09 3.86

Diajoog

Schijt geheuqen

act ueIe

in formati

Vurwerking spro-

gramma (deel)

t

informatis uit de

voorgaande stap

in torrnatiq

voor Volgende

st ap

/ Op ge sia ge

n

/

informatie

Op slag

van

/

informatie

Fig 2. ¡nf or

tiejrQme!inqn

WB.80/OC-9006

-10-standaard operating system file-systemen 3.1. sequentiële files,

3.2. direct toegankelijke files databank systemen

geintegreerde systemen met ene1è of alle van de onder i t/m 4

aangegeven mogel ijkheden.

Bij de onder i t/m 3 aangegeven concepten is het noodzakelijk binnen de programm&s zeif de orgariisatie van de gegevens onder te brengen: alleen bij het gebruik van een databanksysteem is het mogelijk orn programmastructuur en gegevensstructuur geheel te scheiden.

Bu de opzet van een CAD-systeem wordt de keuze van éên of meerdere

concepten bepaald aan de hand van de volgende aspecten:

systeem wordt geheel nieuw opgezet of komt tot stand door integra-tie van bestaande programma's of programadelen. In het laatste geval zal men ernstig rekening moeten houden met het bestaande. de omvang van het systeem en daarmee de graad van onderverdeling die noodzakelijk is in verband met de hanteerbaarheid (in de ruimste

zin) van het systeem.

de mogelijkheden van het computerbesturingssysteem en van de

ge-brui kte programmeertaal.

de eisen die gesteld worden aan het programaverloop (dialoog) door het betreffende ontwerpproces.

Het CAD-systeem CADOS is gegroeid uit voorname]ijk bestaande programma's, geschreven in ALGOL 60 . De oorspronkelijke versies zijn geschreven

voor gebruik op een IBM serie 360 computer, waarbij gebruik van files (in ALGOL) niet mogelijk was. De DEC System 10 computer laat in ALGOL 60 het gebruik van sequentiële files wel toe. Met op deze computer

ge-installeerde DBMS-systeeni laat gebruik van dit systeem via ALGOL echter niet toe, zodat voor CADOS gekozen is voor het gebruik van sequentiële files voor in- en uitvoer van de omvangrijke

gegevens-verzamelingen, terwiji invoer c.q. wijzigen van êén of enkele para-meters tot stand komt via een dialoog in de vorm van een vraag- en antwoordspel. De invoerfiles moeten, vôórdat het betreffende programa gestart wordt, door de gebruiker van het systeem, klaargemaakt worden Met behuip van de mogelijkheden die het Operating System van de DEC 10 daartoe biedt [21]

In het volgende hoofdstuk wordt gedetailleerd ingegaan op de program-ma-, gegevens- en fi]estructuur van CADOS.

WB.80/OC-9006

-11-2. Beschrijving van het systeem

2.1. De structuur van het systeem

Het CADOS-systeem omvat de volgende programm&s:

VORM : Controle op juistheid van ingevoerde meetpunten

van de romp.

Invoerfile : meetpunten en ordinaatverdeling van

de romp.

Uitvoer : 1. file met spantenlijst die via een regeidrukker afgedrukt kan worden

op papier.

2. Niet-geformatte spantenhijst in file, die als invoer kan fungeren voor het programma LIJNEN.

LIJNEN: Tekenen van de ingevoerde dwarsdoorsneden _{van de} romp op een plotter of beeldscherm

Invoerfile : de file met de spantenlijst die VORM als

uitvoer geleverd heeft.

APPEND: Ontwerp c.q. narekenen van kiel en roer.

Invoerfiles : 1. file met gegevens van de kiel/roer

configuratie

2. file met ballast-gegevens (optional) Uitvoerfi]es: 1. file met alle berekende gegevens

van kiel en roer, die via de

regel-drukker afgedrukt kan worden.

2. file met alle berekende gegevens _van kiel en roer, te gebruiken als invoer voor het programma DESIG1.

DESIGN: Berekening van de carène- en stabiliteitsgegevens _van een bootromp of van boot met kiel en roer.

Invoerfiles : 1. meetpunten en ordinaatverdeling

van

de romp als bij VORM.

2. als kiel en roer in de berekening betrokken worden: file met alle door APPEND berekende gegevens van kiel en roer.

7. IOR

Uitvoerfile 1. Controléfile dat identiek is aan

uitvoerfile nö. 2 van VORM.

file met prograrnmaresultaten

als kiel en roer apart in de be rekening betrokken: een file met

de belangrijkste .gegevens van boot

met kiel en roer. (Invoerfile voor de programa's WRITE en PREDIC)

5. WRITE Op papier afdrukken van de door DESIGN gevulde file met

de belangrijkste gegevens van boot, kiel en roer.

Invoerfile : niet-gefoniiatte uitvoerfile no. 3 van DESIGN

Uitvoerfile : _{geformatte file die via de regeidrukker}

op papier afgedrukt kän worden.

. PREDIC : Prestatie.voorspeiling

Invoerfile 1. niet-geformatte uitvoer file no. 3

vanOESIGN met alle relevante gegevefls. 2. file met een set zeilco1ficienten.

Uitvoer : file met de gegevens ten behoeve van de

prestatievoòrspel i ing.

Berekening van de IßR-rating

Invoer _{file met belangrijkste gegevens van de}

IOR-meting

Uitvoer file met de belangrijkste gegevens van,

de rating.

Alle programma's moeten vanaf een terminal gestart worden en vragen orn de namen van de verschillende in- en uitvoerfiles. Óaarnaast rnoeten bij enkele programma's nog specifièkegegevens _{van schip} en tuig ingevoerd worden.

In figuur 3 wordt een schema gegeven _{van de programma- en filestructuur} van CADOS, met uitzondering van het JOR-programa, dat, omdat het geen

gebruik maakt van gegevens uit de andere programma':s', als _{een apart}

VORM

L IJNEN

A PP E N D

t

PE SIGN

4IIRITE

PR E DIC

¡Meat

pu n ten

Spant. n Iijst

S p a n t a n Iij 5

4

likening

ikiel4-o,r

-I

Configuratie

Bal last

R su tate n

Resultaten

-

'/SPantenhiist

R esultata n

O n t w e r p - g e g.

Ontwerp J

/

R esu Ita te

nJ

FIG

-13-2.2. Programma VORM

2.2.1. ____,yan het

_{'ogramma en interaçtieve invoel}

Het programma VORM maakt gebruik vañ enkele procedures uit de bibliotheek OCLIB, zodat bij vertalen als switch moet worden opgegeven:

/ SEARCH OCLIB.REL [570, 247]

Nadat het programma gestart is wordt op de terminal

achteréén-volgens gevraagd orn de f ilenamen _{op te geven van:}

- de meetpunten-fjle (invoer), - controle (uitvoer)-file,

- spanten (;uitvoer)-fiIe.

Daarna iees/t he't prgjrmma de _{invoerfile die opgegeven is,}

rekent de _{cheepsvorm door en schrijft de}

resultatenweg

in de twee Opgegeven _{ui.tvoerfiles. De controle (uitvoer),} file kan vervolgens via de _{regeidrukker op papier afgedrukt}

worden, de spantenfi.le kan als _{invoer dienen voor het}

pro-gramma LI.NEN.

2.2.2. De meetpunten (invoer) _file

De meetpuntenfj]e, beva,t _{een beschrijving van de}

scheeps-romp. Bij het oplieten kunnen _{romp en kiel als één geheel}

beschouwdworcen of romp en kiel (met roer) worden gescheiden beschouwd, in die

zih

_{dat alleen de romp opgemeten wordt,} terwiji de kiel/roerrconfjguratie

met behuip van het pro-gramma APPEND doorge'ekend wordt.

Defini tie Basislijn

Wanneer men bij het opmeten van de scheepsvorm, _{romp, kiel en roer} als één geheel beschouwt, _{verdient het aanbeveling}

orn als basislijn

te kiezen een lijn evenwijdig aan de CWL door het onderste _punt van de kiel. Worden romp en kiel _{en roer gescheiden ingevoerd dan}

dient _{als basis]jjn gekozen te worden een lijn, evenwijdig}

aan

WB.80/OC-9006 -14.

Ordinaatindeling

Het aantal ordinaten bepaalt de nauwkeurigheid van de berekening. In het algemeen is het voldoende de 11 ontwerpordinaten _{aan te houden.} 0m de vorm van voorschip en de spiegel goed vast _{te leggen is het} aan te bevelen nog 2 à 3 extra-ordinaten voor ordinaat 10 ,

respec-tievelijk achter ordinaat O aan te brengen. De le ordinaat voor de

berekeningwordt _{ordinaat O (figuur 4) en deze behoeft dus niet}

overeen te stemmen met de ontwerpordinaat 0. De ordinaten ter plaat-se van ontwerpordinaten O en 10 en t.p.v. L. moeten altijd worden

ingevoerd. Bij het jacht van figuur 4 worden door _{het invoeren van} de Qrdinaten 0, 1, 2 en 14 de gedeelten van de romp achter ont. ord. O en voor ontwerp-ordinaat 10 in rekening gebracht. Het aan-tal ordinaatinvervallen is hier dus 14. Het is noodzake1jk altijd

een even aantal ordinaatinvervallen te ki.ezen i.v..m. integratie

over de lengte. De onderlinge afstanden van de ordinaten kunnnen

va-riabel gekozen worden.

I-let opgeven van de meetpuntenvan de ordi.ñaten

Het. le meetpunt van de ordinaten, dat wordt opgegeven moet. liggen

op de basislijn. Van de rechte gedèelten van _{een ordinaatvorm wrdt} het beginpunt 2 x opgegeven. Het aantal op te geven meetpunten is afhankelijk van de ordinaatvorm.

In sterk gekromde gedeelten moeten uiteraard _{meer rneetpunten} wor-den opgegeven dan bij de flauwe krommingen. De ordinaatsvormen worden verkregen door interpolatie met behulp _{van de opgegeven}

meetpunten (zb, yb).

Voorbeelden van he.t opgeven van de meetpunten:

Zie figuur 5.

x = meetpunt dat i x wordt opgegeven x = meetpunt dat 2 x wordt opgegeven.

yb(02] :0

z b[00].0

y b(00)-0

z b(0,1 1.0 yb[0.1 1.0

hs

ordinaat O

_{ordiniat 2}

cwL z b [0)2] basis y b[2.5J

zb[215]

it

et hs _hs

ordinaat 8

ordinaat 13

Fi g 5

WB.80/OC-9006 -15.

Notaties behorende bij de invoer

Notati e dimensie Omschrijving

lengte o.a. m lengte over alles

lengte m lengte tussen ontwerp-ordinaten

O en 10.

breedte m breedtenaarde mal

breedt CWL m grootste breedte op de CWL

holte m holte van de romp

CWL m CWL boyen de basislijn

n m aantal ordinaatintervallen

Allordo m afstand van ordinaat O tot

ontwerp-ordinaat O

ordno ordinaatnummer

te(r) aantal meetpunten van ordinaat (r)

zb (r, q) m de z-waarde van meetpunt q

voor ordinaat (r)

yb (r, q) m de y-waarde van meetpunt q

voor ordinaat (r)

De lay-out van de meetpuntenfi]e

De preciese lay-out van de invoerfile is aangegeven op invulformu lieren, waarvan in bijiage III een voorbeeld gegeven wordt. In dit voorbeeld is een dee] van de opmeting weergegeven van de

"Spanker, een door E.G. van de Stadt ontworpen zeil5acht. De ordinaatindeling is conform figuur 4.

2.3. Programa LIJNEN

Het programa LIJNEN maakt gebruik van verschillende bibliotheken, zodat bij vertalen de volgende switch moet worden opgegeven:

I SEARCH OCLIB.REL [570, 247] , URA ; ALGHIT

Na starten van het programma wordt gevraagd orn

- de naam van de invoerfile,

- de schaal waarop de tekening gemaakt moet worden.

WB.80/OC-9006

-16-VORM gemaakt is.

Op de plotter worden vervolgens de dwarsdoorsneden getekend.

2.4. Programma APPEND

2.4.1. Starten van het programma en interactieve i.nvoer

In verband met de gebruikte bibliotheekprocedures moet ook

hier bij vertalen de switch,:

/ SEARCH OCLIB.REL [570, 247]

opgegeven worden.

Na starten van het programma wordt gevraagd 0m: - file met de kiel/roer configuratie (zie 2.4.2), - file met de ballastgegevens (zie 2.4.3),

uitvoer-file-naam (die eventueel als invoer voor DESIGN

kan dienen),

- file-naam van de file waarin de resultaten geschreven worden (zie 2.4.4),

- de diepgang van de romp van de boot.

2.4.2. Invoerfile met gegevens van kiel en roer

De geometrie van de kiel (voor het roer geldt precies hetzelfde) wordt vastgelegd door (zie figuur 6):

- Cr koorde bovenzijde kiel (horizontaal aangenomen),

- : koorde aan de tip,

- b : spanwijdte,

- A :

pijihoek,

- dikteverdeling van het gekozen profi.el (% C),

- verdeling van de maximale dikten over de hoogte van de

kiel,

De plaats van de kiel t.o.v. de romp van de boot wordt vastgelegd door de maten Xk en Zk van het punt y.

Xk is de horizontale afstand tussen y en de ordinaat op halve scheepslengte (LLL) : positief als y voor

LLL, anders

O.25C

C

O.25C

ba s i s Iij n V P4.11 1O

9

8

7

6

5

4

3 2

i

Max. dktsn

Fig.G Geometrie

van de kiel

WB. 80/OC-9006

-17-ZK is de vertikale afstand tussen y en de aangenomen basis-iijn (meestal door het onderste punt van de romp). Positief als y boyen basislijn, anders negatief. In figuur 6 is ZK nul, zoals in veel gevallen zal voorkomen.

De dikteverdeling van het voor kiel of roer gekozen basis-profiel wordt vastgelegd in een array BKIEL [i : 25] of

BROER [i : 25] met de percentages van de koorde lengte (%C)

voor verschillende plaatsen langs de koorde, zoals dat

ge-bruikeiijk is orn de geometri.e van vieugeiprofielen vast te

i eggen.

In bijiage IV wordt de dikteverdeling van 3 profielen ge-geven, afhankelijk van de plaats langs de koorde (x als %C). X als %C is in het programma vast ingebouwd.

Het verloop van de profieIdikten over de hoogte van kiel, respectieve]ijk roer wordt als voigt opgegeven:

afhankelijk van de vorm van de kiel of het roer wordt een meer of minder groot aantal (N), op gelijke afstanden gelegen,

horizontale doorsneden gekozen. Deze doorsneden worden van-af de tip genummerd van i t/m N. In figuur 6 is één en ander aan de rechterzijde van de figuur aangegeven voor N = 11. Orde van grootte van N: van 2 voor een roer met tapsheid Ct/Cr = i en een constante dikte tot N = li voor een kiel met een flink dikteverloop over de hoogte. Voor federe door-snede wordt vervolgens de maximale dikte, als percentage van de koorde C van die doorsnede (100 ymax/C) vastgelegd in een array DKIEL of DROER [i : N]

De preciese layout van de invoerfile met kiel/roer configuratie ziet er als voigt uit (K = KIEL, R = ROER)

*.,tekst (1 regel maximaal) ter identificatie,

SPANK, CRK, CTK, PYLHK, XK, 2K, _rmeter]

BKIEL [1 : 25] , NKIEL, DKIEL, [1 : NKIEL]

SPANR, CRR, CTR, PYLHR, XR, ZR, [meter] * BROER [1 : 25] , NROER, DROER [1 : NROER]

2.4.3. Ballast

Wanneer m.b.v. APPEND 00k de ballast van de kiel doorgerekend moet worden, dan moet een aparte invoerfile met ballastge-gevens gemaakt worden. De omvang van de ballast wordt bepaald ais voigt: de begrenzing i.n de hoogte wordt vastgelegd door

WB. 80/ OC-9006

-18-één van de in de voorgaande paragraaf besproken horizontale dwars-doorsnede als bovenzijde te nernen. Het nummer van deze dwarsdoor-snede (M) moet opgegeven worden. Voor de dwarsdoordwarsdoor-sneden i t/m M worden achteréénvolgens opgegeven een waarde voor i (Bijiage IV),

die voor de betreffende doorsnede de begrenzing in de lengte vormt. Wordt bijvoorbeeld voor i de waarde 9 opgegeven dan wordt aangenomen dat het gedeelte tussen i O en i = 9 van de betreffen-de doorsnebetreffen-de door ballast wordt ingenomen. De waarbetreffen-den van i worbetreffen-den

vastgelegd in een array O _i : F1]

Layout van de file:

t tekst ter identificatie (max. i regel),

t

soortelijke massa van de ballast in kg/rn3,

* soortelijke massa van het overblijvende deel van de kiel in kg/rn3,

*M,O [i: M].

2.4.4. Programmaverloop en uitvoer

De keuze tussen het al of niet berekenen van ballastgegevens wordt bepaald door de vraag (bij interactieve invoer) naar de naam van

de file met ballastgegevens. Typt men als antwoord GEEN in dan wordt er 00k geen ballastfile gelezen en blijft de ballast verder

buiten beschouwing.

Wanneer wel een ballast-berekening uitgevoerd wordt, dan wordt na

afloop van de berekening gevraagd of het resultaat bevredigend is. Wanneer dat inderdaad het geval is dan wordt het programma be-eindigd; wanneer dat niet het geval is dan kan een nieuwe waarde voor de soortelijke massa van de ballast en een nieuwe waarde voor M opgegeven worden, waarna gevraagd wordt orn een nieuwe set waarden

O

[i:M]

Naast de ingevoerde waarden worden in de uitvoerfile, besternd voor

afdrukken via de regeldrukker, de volgende gegevens geplaatst

(zowel voor kiel als roer): - volume,

- drukkingspunt zowel in lenyte als i.n hoogte, - natoppervlak,

WB.80/OC-9006

-19-- lateraalpunt zöwel in lengte als in hoogte,

- aspectverhouding, gemiddelde koorde,

= gemiddelde dikte/koorde verhouding,

- tapsheid,

Wanneer ballast wordt doorgerekend dan komt in de file tevens te

staan:

volume van de ballast, - massa van de ballast,

- totale massa van de kiel met ballast,

zwaartepunt van de kiel met ballast, 2owel in lengte als in hoogte.

2.5.

_{Programa DE$IN}

2.5.1. Starten van het programma en interactieve invoer

DESIGN maakt gebruik van procedures uit OCLIB en de NAG-bibliotheek.,

zodat als switch bij vertalen opgegeven _{moet worden:}

/ SEARCH OCLIB.REL [570, 247] , ALG : ALGNAG

Na starten van het programma moet opgegeveñ _worden: - de naam van de meetpunten (invoer)-file,

- de naam van de controle (uitvoe.r)-file,

- de naam van de uitvoerfile (resultaten),

- de naarn van de fïle met gegevens van kiel en roer,

de naam van de uitvoerfile mét alle berekende ontwerpgegevens

(DESIGN"-fï le),

ligging G t.o.v de basislijn {m] ,

afstand van de CWL boyen de basislijn [m] - trimboek in graden,

vlak water of golf (zie [7] _),

- wanneer er sprake is van een berekening in een langscheepse

golf : - plaats van de goiftop,

- golfiengte [mJ

2.5.2. Invoerfiles

DESIGN werkt met één of twee files, afhankelijk van de vraag of de romp opgemeten is inclusief de kiel, of dat dé romp apart opgemeten is en kiel en roer via APPEND doorgerekend worden

(zie ook 2.2.2).

In het eerste geval is alleen de invoerfile met meetpunten be-nodigd. Deze file is identiek aan die beschreven in paragraaf 2.2.2. Bij de vraag naar de file met gegevens van kiel en roer

moet in dit geval GEEN ingetypt worden.

In het tweede eval wordt naast de file met meetpunten (van de romp

alleen) een file met gegevens van kiel eh roer i.vigelezen. Deze file

wordt door het programma APPEND automatisch aangemaakt.

2.5.3. Uitvoer

De wijze van berekenen van de carène- en stabiliteitsgegevens is praktisch identiek met de methode, bèschreven in[7] , waarheen dan 00k kortheidshalveverwezenwordt. 'loor de uitvoerprèsentatie geldt hetzelfde. In bijlage V wordt een overzicht gegeven van de notaties, gebruikt in de uitvoer vàn het programma DESIGN.

In het geval waarbij kiel en roer apart van de romp worden be-schouwd, wordt door het programma DESIGN een aparte file gemaakt,

niet besternd orn op papier af9edrukt te worden, maar met de

mogelijk-heid orn de op dat moment bekende gegevens in _{een vòlgend programma}

verder te verwerken.

Binnen het huidige systeem maakt het programma PREDIC gebruik van deze file. 0m toch een afdruk van de gegévens die in deze file staan te krijgen, staat het programma WRITE ter beschikking,

waarrnee de inhoud van de fïle op overzichtelijke wijze op de regel-drukker afgedrukt kan worden.

2.6. Program.

Bij vertalen van WRITE opgeven:

/ SEARCH OCLIB.REL [570, 247]

Na starten wordt gevraagd orn de invoer (DESIGN)filenaarn en 0m de naarn van de uitvoerfile die op de regeidrukker afgedrukt kan

WB.80/OC-9006'

21-2.7. Programma PREDIC

Bij

vertalen van PREDIC op te geven:

/ SEARCH OCLIB.REL [570, 247] , ALG : ALGNAG

Na starten 'van het programma wordt gevraagd 0m: -' naam van de invoér (DESIGN)-file,

- naam van de file met Zeilcöëfficiënten, oppervlak van het voorzeil [me]

opperviak van bet grootzeil m2]

ôppervlak v4n de spinaker [m .]

afstand van het center of' effort boyen de CWL, [rn]

-

efféctieve wateriijnlengte (zeilend) [mJ

De file met de zeilcoëfflciënten moet als voigt zijn opgeböuwd: * tekst met een aanduiding welke. zeiicoëlficiënten het betreft

(max. i regel),

het aantal bij elkaar behorende sets waarden van

-CL en

- , C en _D

e n z.

Zie voor een voorbeeld tabel I.

De uitvoer van PREDIC bestaat uit gegevens waarmee zowel voor de toestand voor de wind als aan de wind, een prestatievoorspelling uitgewerkt kan worden. Voor details : zie [13]

2.8. Programma JUR

WB. 80/OC-9006

-22-opgegeven worden:

/ SEARCH OCLIB.REL [570, 247]

Na starten van het programma wordt gevraagd orn:

- de naam van de invoerfile, - de naam van de uitvoerfile.

De invoerfile dient achtereenvolgens te bevatten [22] - de naam van de boot,

- LOA, FGO, AGO, LBG, GSDA, GSDF, FD, CMD, - MD, OMD, BMAX, B, BWL, BE, BEI, BAI, BA, - GD, Y, DM, FE, FF1, FED, FMD, FAI, FA,

- FBI, ES, GDFI, FFM, FAM, VHAI, VHA, - BHAI, BHA, SBMAX, SDM, GLAI, MAF, - EW, EWD, PD, PE, PRD, PBW, MG, VOLUME, - SMF, I, J, LPG, LPIS, SPL, SPH, SL, SMW, - SMG, SF, FSP, P, E, BAD, LRP.

De uitvoerfile bevat:

L, D, FC, DC, BDR, EPF, CGF, RSAF, SPLN,

L i teratuurve rw.ij zingen

[i] Joubert, P.N: Design of Ocean Racing Yachts.

Symposium Yacht Architecture 1975. Amsterdam, Interdijk.

[2] Tóngeren , C.W. van eñ Körner, H.R.F.: Developments in the Design

of Sailing Yachts.

Symposium Yacht Architecture 1977. Amsterdam, Interdijk.

Stephens, O.J. : A Philosophy of Yacht Design.

Symposium Yacht Architecture 1979. Amsterdam, interdijk.

Versluis', A. : Computer Aided Design of Shipfom by Affine

Transformation.

Ïnternational Shipbuilding Prògress 24 (June 1977), nr. 274.

Kuiper, G. : Preliminary Design of Shiplines by Mathematical

Methods.

Journal of Ship Research, March 1970.

Reed, A.M. and Nowacki, H.: Interactive Creation of fair Ship Lines. Journal of Ship Research.Vol. 18 no. 2, June 1974.

Versluis, A.: Beschrijving en toepassing _{van ALGOL-programma's} voor hydrostatische berèkeningen.

Laboratorium voor Scheepsbouwkunde 1H Deift 1971.

[s] _{Gerritsma, J.: Vinkielen en roeren van Zeiljachten.}

Symposium Onderzoek aan Zeiljachten. Rapport no. 350.

Labora-torium voor Scheepsbouwkunde. TH Deift.

[g] Mills, P.F. : A method of predicting windward Performance

by the use of a digital computer.

University of Southampton. S.U.Y.R.-report no. 21, February 1968. WB.80/OC-9006

-23-WB.80/OC-9006

-24-Marchaj, C.A.: Segeitheorie und-praxis. Delius Kiasing & Co. Berlin 1971.

Myers, H.A. : Theory of Sailing Applied to Ocean Racing Yachts.

Marine Technology, July 1975.

Oossanen, P. van : Theoretical Estimation of the Influence of some

main Design Factors on the Performace of International Twelve Meter Class Yachts.

4th Chesapeake Sailing Yacht Symposiura, 1979.

Harpen, N.T. van : De voorspelling van de prestaties van zeil-jachten met behuip van gemeten of berekende zeilcoëfficinten. Roering, Jaargang 13, no. 1, 1976.

Marchaj, C.A. : A critical Review of Methods of Establishing Sail

Coëfficiënts and Their Practical Implications in Sailing _{and in}

Performance Prediction.

Symposium Yacht Architecture Amsterdam 1977.

Herreshoff, H.C. :Hydrodynamics and Aerodynamics of thé Sailing

Yacht.

Transactions of the Society of Naval Architects and _{Marine Engineers}

1964.

Holtrop, J.: A statistica] Analysis of Performance Test Results. International Shipbuilding Progress, February 1977.

Oortmerssen, G. van : A power prediction Method and Its

Application

to Small Ships.

[18]

fig]

WB.80/OC-9006

-25-Kerwin, J.E. and Herreshof, H.C.: Sailing Yacht Keels. Symposium Yacht Architecture, Amsterdam 1973.

Beukelman, W. and Keuning, J.A.: The Influence of Fin-keel Sweepback on the Performance of Sailing Yachts.

Symposium Yacht Architecture, Amsterdam 1975.

Wagner, B. und Boese, P.: Windkana]untersuchungen einer Segeljacht.

Schiff und Hafen 1968.

Harpen, N.T. van : Handleiding Digitale Infomatieverwerking. Afd. Werktuigbouwkunde THTwente, 1979. Kenmerk WB.79/OC-8154.

Offshore Rating Council.

1. Berekening van de wrijvingsweerstand van jachten

De wrijvingsweerstand van een Jacht kan in de volgende uitdrukking weer-gegeven worden (Hughes)

RF = Vs2 (CFc (1+k )S +

k

(l+kk)Sk + CFr (l+k)S)

cc

F

waari n

CF = weerstandscoëfficiënt van de romp,

C

CF = weerstandscoëffjcjënt van de kiel,

k

CF = weerstandscoëfficiënt van het roer,

r

k = vormfaktorvoorde romp,

kk = vornifaktor voor de kiel,

kr = vormfaktor voor het roer, Sc = natopperviak van de romp, Sk = natopperviak van de kiel, Sr = natopperviak van het roer.

Voor CF , CF en CF kan de volgende formule gebruikt worden:

C k r

0.075 1800

(log10 (Rn) - 2) R

welke geldig is voor Reynolds getallen _{groter dan 5 1O. Voor} lagere waarden van _{wordt de stroming als geheel laminair beschouwd,} en dan geldt de volgende formule:

CF

Berekening van de Reynoldsgetal]en _{voor romp, kiel en roer is gebaseerd}

op de volgende formule:

0.8 V5 LÌ

Y- (4) v Ck

V-Vc

_sr

V-1.327 (R

< 510)

n Bijlage I WB.80/OC-9006 (3) Ç1) (2)

R=

nc R R nr

WB.80/OC-9006 Bijiage I blad 2

De vormfaktor van de romp wordt berekend volgens _{Holtrop E16J}

0.9250 k = -0.07 + (T ¡L )0.2228

(BL/L)

0. 52 15 (0.95 - * (1-Cr + 0.225 LCB)06906 waari n 0.06 C * LCB Lrun = Li (1 - C + (4Cr -1)

De vormfaktoren voor kiel en roer worden berekend met:

kk = 1.2 + 70 ( .L )4 Ck Ck kr

_{= 2_r+60}

()4

waarin t

= dikte/koorde-iengte verhouding van de kiel,

Ck

= idem van het roer.

Cr

2. Berekening van de rest-weerstand van jachten

De rest-weerstandsberekening van jachten berust op een methode, ontwik-keld door Van Oortmerssen [17]

De uitdrukking voor de restweerstand, gedefinleerd als de totale weer-stand min de wrijvingsweerweer-stand, iuidt als voigt:

R

-i!F2

-mF

-2

mFn

r e

P n

+C2e

n

+C3e

= cl

sinF2+C4

*cosF2.

n -mF -2 n n (9)

WB.80/OC-9006 Bijiage I blad 3

waarin:

F

= /

I .L

(getal van Froule)

en waarbij L de effectieve waterlijnlengte tijdens het zei1en

represen-teert. m = 0.14347 C 2. 1976 ₍₁₀ en c =

{d10

+ d 1.LCB + d 2.LCB2 +

d3.0 + d.

.0 2 + d. .L/B + p i,4 p i,5 wL d16.(L/B )2 + d. .0 + wL i,7 wL

d.8.0 2+d

.B ¡T + wL i,9 wL c d110 .(B /T )2 + d.11.0 } .io WI C

i

met d1 volgens onderstaande tabel.

i 1 2 3 4 o +

79.32134

+

6714.88397

- 908.44371

+ :3012.14549

i -

0.09287

+

19.83000

+

2.52704

+

2.71437

d1.

2

0.00209

+

2.66997

-

0.35794

+

0.25521

3 -

246.45896

-

19662.02400

+

755.18660

- 9]98.80840

4

+ 187.13664

+

14099.90400

-

48.93952

+ 6886.60416

-

1.42893

+

137.33613

+

9.86873

-

159.92694

6 +

0.11898

-

13.36938

-

0.7765?

+

16.23621

- +

0.15727

-

4.4982

+

3.7902Ó

-

0.82014

d,.8

-

0.00064

+

0.02100

-

0.01879

+

0.00225

9 -

2.52862

+

216.44923

-

9.24399

+

36.37970

+

0.50619

-

35.07602

+

1.28571

-

44.17820

d111

+

1.62851

-

128.72535

+ 250.64910

+

207.25580

/a2

1.8. + cosA * / e +

cos A

waari n:

CL = liftcoëfficjënt van kiel, respectievelijk roer,

= aanstroomhoek van kiel, resp. roer,

ae = effectieve aspectverhouding van kiel,resp. roer,

A = pijihoek van kiel, resp. roer.

WB.80/OC-9006 Bijiage I blad 4

CWL = 'E /LBi (12)

met = halve intreehoek van de constructiewaterlijn in graden.

Wanneer (9), (10) en (11) gebruikt worden in combinatie met de wrijvings-weerstand volgens (1) dan moet nog een correctie aangebracht worden, omdat Van Oortmerssen de vormfaktor k buiten beschouwing heeft

ge-laten. De restweerstand wordt dan:

RR = RR _- ?Vs2CFc k

cc

S met RR volgens (9).

o

I-let effect van de hellingshoek 4 op de restweerstand is in rekening gebracht door deling door cos 4):

RR = RR/cos4)

4)

3. _{Berekening van de geinduceerde weerstand en van de dwarskracht op}

romp, kiel en roer.

De berekening van de geinduceerde weerstand en van de dwarskracht op

romp, kiel en roer vindt plaats volgens de "equivalente kiel"-methode

[18] , [8] en [19]

Kiel en roer worden doorgetrokken gedacht tot aan de CWL, waarbij de romp vervangen wordt gedacht door de verlengde delen van kiel respectievelijk roer.

De helling van de liftkromme wordt beschreven door de volgende uit-drukking (Whicker en Fehler):

0.1 * a

De effectieve aspectverhouding voor zowel kiel als roer zijn te bepalen volgens:

2b

a e e C

met b = span van de effectieve kiel of het roer,

= gemiddelde koorde van de effectieve kiel of het roer

Voor kleine aanstroomhoeken kan vervolgens de dwarskracht van kiel

of roer bepaald worden uit:

2 aC F

pV .A.L.

a en de weerstand m.b.v.:

R1pV2 A

aCL _{2 2} - iraej

_3e

8e .00S4 met: )

V _{= de watersnelheid ter plaatse van kiel, respectievelijk roer,}

A _{= lateraal opperviak van kiel, respectievelijk roer.}

De watersnelheid ter plaatse van de kiel kan gelijkgesteld _worden aan de bootsnelheid:

V=

terwiji de sneiheid ter plaatse van het _{roer geschat is als;}

V = 0.8 vs

De aanstroomhoek varre kiel

ek = , de drifthoek, terwijl de

8er = {1

-aanstroomhoek van het roer, kiel, geschat is op [8]

lTae k

}

I

WB.80/OC-9006 Bijiage I blad 5

(18)

)

ac

1.6

(

a

Gegevens Spirit 28' Lengte o.a. .Lengte c.w.L Maximum Breedte Diepgang v.d. romp Totale diepgang Waterverplaatsing v.d. romp Totale waterverplaatsing

Prismatische coëfficint romp G onder CWL

Opperviak voorzeil

Oppervlak grootzei i

Opperviak spinnaker Cent. of eff. boveñ CWL

Span van de kiel Koorde van de kiel

Pijlhoek van de kiel Span van het roer Koorde van het roer Pijihoek van het roer

180/QC-9OQ6 Bijiage II 8.40 6.90 m 2.81 m 0.41 m 1.55 m 2.547 rn3 2.719 m3 0.579 0.01 ! 28.60 rn2 11.60 59.00 4.88 m 1.14 m 1.215 m 40. graden 1.03 m 0.45 m 8.25 graden

ALGEMENE, GEGEVENS

Tekst tsr idantificatie

van de uitvoer

i

p A w kC

12

?

J

10 00%

JJ:.

O3,

I

&&3

Ó.J6

pp t

20

20

¡

k

io T

Afstanden tussen de

Opeenvolgende ordinaten

1.0

L L L L L L L L L L

L

r (J

jtacc_

'

g.o

-%

1

E

w _{_j} L I _O

«

-

-

q C w

-w I-.

0

wi.

mcE

e

w L

e

-j

o

u

e

o

I

C w > O .E

Jd O

Boot:

Sp-.L-Naarn:

.

Datum:

Biz: I

Tr..u!rN.IIuI#

«

411L

.ii..i,ii..iliui.iiiiiU.ilIlihIIIIIIflhlUIIlUIUIUIlIHIflhIIIHIUflllihI

Iuuuu.!uuII.HIrIIIHIUEIIUUNUIEIUIHINEIUHHIII!IHHHIEIH1IIUflI

uIuu.lIIIuII!!!u!!!5u;;.,iIÌÍlInuhIuunuuuuII.IflIflUuiIuiiuI'U'IPII

iii,.i..ii...,,iii.iUi.I1UHhiiUHUIIIIiEiiiIiiIILIiiflhiiLiIÌIIIIiII

uii

uriiiuuurjirrr'

i

'U!

iflhiiiiiiiiiiUiilUNhIflhIUIIIIIllIIIflhIIIIIIIUIIIIUUIUIIIUIIIIIHU Iflhllul

niiuiu,uiuiuuiuuuiuuiuinInuunuuuIlihIlUIIuuIUIuIlUIIIIIIuIIuUIluIIUlUIuUU

i.,..iH..p..iiUUh..IUIIIUIIIUIUIIIIIIIIIUIIUUILIIINIIIIUUUUIIUUI AIUHIIII

iiluiiiEHhiIuUUIiUUhiIIUIIUlhIUlITIIIUUUIlIUUUIhU IlIhluUHhuIuuIflUul

OPMEETTABEL ORDINATEN

O r d; no.

te(r)

z

Y Y Z Y Z Y

Bootp..%ia.v

Datum: eos.cj

Ord. no.

ts( r)

z

Y

z.

Y Z Y

PROFIEL000RSNEDEN

Bijiage IV WB.80/OC-9006

X

ay

NACA 0010 NACA 63.010 NACA 66.010

i _{x(%C) y (%C) y(%C) y(%C)} i O O O O 2 1.25 1.578 1.275 1.141 3 2.5 2.178 1.756 1.516 4 3.75 2.570 2.098 1.802 5 5.0 2.962 2.440 2.087 6 7.5 3.500 2.950 2.536 7 10.0 3.902 3.362 2.917 8 15 4.455 3.994 3.530 9 20 4.782 4.445 4.001 10 25 4.952 4.753 4.363 11 30 5.002 4.938 4.636 12 35 4.920 4.990 4.795 13 40 4.837 4.938 4.953 14 45 4.625 4.717 4.962 15 50 4.412 4.496 4.971 16 55 4.108 4.106 4.818 17 60 3.803 3.715 4.665 18 65 3.428 3.214 4.226 19 70 3.053 2.712 3.787 20 75 2.620 2.162 3.141 21 80 2.187 1.618 2.494 22 85 1.697 1.111 1.774 23 90 1.207 0.604 1.054 24 95 0.672 0.214 0.408 25 100 0.105 0.000 0.000

Notaties behorende bij de uitvoer van het programma DESIGN.

Not ¿it ¡ e I.) i lilt.: Il I C

VM ':3 lii LCB IB BM Hl 13ML III KM III-KML In 2

$

nl 2 AW Ill LCF r 111

Ùmschrijviiìg

Aistand waterlijn boyen

basis1ij

Carèneinhoud

lloogte van het

drukkings-punt boyen de basislijn

Poitie van het

drukkings-punt in lengte t.o.v

ILJJ

Hoogte vanhet

4warsmeta-centruni boyen het

druk-kingspunt.

Hoogte van langsmetacentrum

boyen het drukkingspunt

Hoogte vn het

dwarsmeta-centrum boyen de basis.

Hoogte van het

iangsmta-centrürn boyen de basis.

Huidopperviak bepaald door

de ontwikkelde spantlengten

en de ordinaatafstanden.

Waterlijn-oppervlak

Wateriijn-zwaartepunt t.o.v.

ILLL.

IT

m4

Dwa rstraagheidsrnoinent

[L

Laflgstraaghe.dnÌoment

WPCM

kg/cm

Kilogràm per cm

diepgangs-verande r ing

CWP

WaterIijnçoëfficent

betrok-ken Oj) LLL en b.

CM

Crootspantcoëfficient

CB

Blokcoëfficient betrbkken

op LLL.

CP

Horizontale prisinatische

co-efficient betrokken op LLL.

CVI'

Vertikale prismatische