aalto1 untyped-item.component.html
Hydromekaaninen ja aerodynaaminen mallinnus eräässä kilpapurjehduksen tasoitusjärjestelmässä
Loading...
Files
Aalto login required (access for Aalto Staff only).
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Bachelor's thesis
Electronic archive copy is available locally at the Harald Herlin Learning Centre. The staff of Aalto University has access to the electronic bachelor's theses by logging into Aaltodoc with their personal Aalto user ID. Read more about the availability of the bachelor's theses.
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
Department
Major/Subject
Mcode
ENG3043
Degree programme
Language
fi
Pages
24
Series
Abstract
Erilaisilla purjeveneillä samassa kilpailussa kilpaileminen on mahdollista tasoitusjärjestelmien avulla. Tasoitusjärjestelmä tuottaa jokaiselle veneelle tasoitusluvun, joka kertoo veneen suhteellisen nopeuden, ja jonka avulla erilaisten veneiden suorituksia voidaan vertailla. Osa tasoitusjärjestelmistä on avoimia, joka tarkoittaa, että tasoituksiin vaikuttavat tekijät ovat julkisesti kaikkien saatavilla. Erästä avointa tasoitusjärjestelmää ylläpitää kansainvälinen purjehduksen kilpailutoimintaa hallinvoiva elin Offshore Racing Congress (ORC). ORC käyttää tasoituslukujen määrittämisessä nopeudenennustamisohjelmaa, jolla pyritään mallintamaan veneiden hydromekaanisia ja aerodynaamisia ominaisuuksia.
Tämä kandidaatintyö tutkii, miten veneiden ominaisuuksia on mallinnettu ORC:n nopeudenennustamisohjelmassa. Työssä esitellään purjehduksen ja virtausmekaniikan teoriaa sekä nopeudenennustamisohjelman rakennetta. Lisäksi työssä tutkitaan, millaisia yksinkertaistuksia veneiden mallinnuksessa on tehty.
Työssä havaittiin, että ORC:n nopeudenennustamisohjelma pyrkii ratkaisemaan kaksi tasapainoyhtälöä. Sitä varten ohjelmassa määritetään erilaisia tehokkaita mittoja ja lasketaan niiden avulla veneeseen vaikuttavat nosto- ja vastusvoimat sekä oikaisevan ja kallistavan momentin. Purjeveneen liikkeen täsmälliseksi ratkaisemiseksi ratkaistavia tasapainoyhtälöitä on kuusi kappaletta, joten yksi nopeudenennustamisohjelman yksinkertaistuksista on vain kahden tasapainoyhtälön käyttö veneen mallinnuksessa. Muut työssä havaitut yksinkertaistukset liittyivät miehistön painopisteen mallintamiseen sekä purjeiden käytön huomioimiseen.
It is possible for different sailing boats to compete in the same race by means of a handicap system. The handicap system assigns each boat a handicap, which indicates the boat’s relative speed, thus enabling the performance of different boats to be compared. Some handicap systems are open, whereby the factors influencing the handicaps are made public. One such handicap system is managed by the Offshore Racing Congress (ORC), the international body for competitive sailing. The ORC employs a velocity prediction program to determine handicaps, which aims to model the hydromechanical and aerodynamic properties of boats.
This thesis examines the manner in which the ORC’s velocity prediction program models the characteristics of boats. It introduces the theory of sailing and fluid mechanics, as well as the structure of the velocity prediction program. Furthermore, it examines the simplifications made in the modelling of boats.
It was found that the ORC speed prediction program attempts to solve two equilibrium equations. In order to achieve this, the program defines a number of effective measures and utilises them to calculate the lift and drag forces, as well as the righting and heeling moments acting on the boat. In order to accurately determine the motion of a sailboat, six equilibrium equations must be solved. Consequently, one of the simplifications employed by the velocity prediction program is the use of only two equilibrium equations in the boat modelling. Other simplifications identified in the thesis were related to the modelling of the centre of gravity of the crew and the accounting for the use of some sails.