logo

Forum ARCUS - łucznictwo i rzemiosło tradycyjne

Skarbnica informacji o łucznictwie i tradycyjnym wyrobie łuków i strzał.
Teraz jest Pn 20 lis, 2017 04:23

Strefa czasowa: UTC + 1 [ DST ]




Utwórz nowy wątek Odpowiedz w wątku  [ Posty: 10 ] 
Autor Wiadomość
 Tytuł: Dynamika Łuku + Aerodynamika Strzały Flight - algorytm
PostNapisane: Wt 22 kwi, 2014 12:20 
Offline

Dołączył(a): Cz 04 lis, 2010 22:26
Posty: 856
Lokalizacja: Ozorków
[size=150]Dynamika Łuku - program komputerowy obliczający prędkość wylotową strzał i sprawność przy zadanych parametrach łuku i ciężkości strzały. Numeryczny chronograf.
Załącznik:
Dynamika1.JPG
Dynamika1.JPG [ 203.45 KiB | Przeglądane 4744 razy ]

Załącznik:
Dynamika2tab_cr.jpg
Dynamika2tab_cr.jpg [ 153.3 KiB | Przeglądane 4744 razy ]



Program wrzucam na licencji giftware, do pobrania tutaj http://chomikuj.pl/sandan_marcin/Dynami ... 306942.xls.
Algorytm napisany jest w arkuszu kalkulacyjnym. Jeśli ktoś nie ma Excela to może pobrać darmowy arkusz Gnumeric tutaj http://people.gnome.org/~mortenw/gnumer ... 140306.exe


Instrukcja

Dane należy podstawiać jedynie w pola z zieloną czcionką. Są to podstawowe parametry, które trzeba zmierzyć i zważyć. Gęstości najczęściej stosowanych w Polsce gatunków drewna są podane w tabeli właściwości mechanicznych znajdującej się po prawej stronie. Wartości należy podawać w jednostkach, które są oznaczone w nawiasach kwadratowych.

Część I

Rodzaj łuku - na początku należy wybrać rodzaj łuku który będzie obliczany 0 - longbow lub 1 - płaski.
Kąt - kąt pracy ramienia można wpisać ręcznie jeśli jest znany, natomiast jeśli wpisane jest 0 to program policzy tą wartość automatycznie.
Długość cięciwy - nie potrzeba podawać długości łuku, program liczy ją sam na podstawie zadanej cięciwy.
Długość naciągu - całkowita długość naciągu, inaczej długość strzały.
BH - odległość cięciwy od majdanu.
Standard wagi strzały - w jednostkach grain na funt, w polu poniżej wyświetli się waga strzały w gramach. Można manipulować.
Histereza - jeśli znana jest wartość tarcia wewnętrznego można ją wpisać, jeśli nie można założyć około 10 %
Moment obrotowy - rozłożenie wagi w ramieniu, wartość obliczana przez program w części II programu metodą całkowania.

Część II

Dla łuku wybranego w części I należy podać wymagane wymiary oraz gęstość materiału z którego jest zrobiony.
Odpowiednia tabela znajduje się po prawej stronie. W przypadku różnic między jednym ramieniem a drugim wynikających z anatomii drewna należy podać wartości uśrednione.

W polu długość należy podać długość części pracującej TYLKO JEDNEGO ramienia. W większości przypadków w łuku o przekroju D będzie to wymiar od gryfu do środka majdanu, zaś w łukach ze sztywnym majdanem do majdanu. Jest to najtrudniejszy do wyznaczenia parametr jednocześnie najbardziej wpływający na kąt ugięcia.

Część III

Tutaj nic się nie podaje, obliczenia przeprowadzane są automatycznie.

Te wartości wystarczą do uzyskania charakterystyki łuku, jak szybki i sprawny on będzie i jak będzie się to zmieniało wraz ze zmianą masy pocisku.

Wyniki obliczeń wyświetlają się na bieżąco w części pierwszej.


Uwagi

Dokładność pomiarów jest bardzo ważna, im dokładniejsze dane wejściowe tym dokładniejsze wyniki. Nawet 1 mm ma znaczenie, zwłaszcza przy końcówce gryfu. Nie należy podawać zaniżonej wartości np. spiłowania samego koniuszka ramienia gdyż ma to wpływ charakterystykę całego cieniowania aż do majdanu, a zwłaszcza na moment obrotowy.

Program nie uwzględnia czynników takich jak spust z palców, wyprzedzenia strzały przez cięciwę, jej ugięcia, tarcia o majdan, rozciągliwości cięciwy itp. W warunkach rzeczywistych tego typu sprawy obniżają realną prędkość i zasięg. Z tego powodu należy pamiętać, że wartości otrzymane w programie będą raczej większe niż na chronografie. W tej wersji nie uwzględniałem i nie stosowałem żadnych przeliczników choć w przybliżeniu jest to możliwe.

Cieniowanie ramienia liczone jest liniowo zatem w łukach płaskich o eliptycznie zmieniającej się szerokości (np. indiańskie) możliwa jest rozbieżność.

W łukach o długim sztywnym majdanie (np. kreteńczyki, sportowe) kąt pracy może być zaniżony. Im dłuższy majdan czyli krótsza długość pracująca w stosunku do długości łuku tym ta niedokładność będzie większa. Należy w takim przypadku zmierzyć i podać ten kąt ręcznie. Będzie on arcus tangensem odległości gryfów od nasady ramienia dzielonej przez wysokości między gryfem a tą nasadą, z odjęciem tej wartości z założoną cięciwą ale bez napinania łuku. Dla łuków o długim majdanie są one zdecydowanie większe niż w normalnych co nie pozostaje bez wpływu na dynamikę. Liczenie automatyczne będzie jeszcze uściślone.

Ta wersja liczy łuki angielskie i płaskie ale w przyszłości, jeśli będzie zainteresowanie, dopiszę może łuki typu Mollegabet, recurvy, angulary. Oczywiście możliwych typów i ich wariantów jest mnóstwo. Nie sposób wszystkich ująć w jeden algorytm a już na pewno nie w taki, który nie wymaga od użytkownika skomplikowanych pomiarów. A gdyby nawet to jest to ogrom pracy. Zdaję sobie sprawę że Dynamika, choć nie jest jeszcze doskonała, ale jeśli nawet wartości nie byłyby idealnie zgodne z pomierzonymi, to i tak daje pogląd na to co istotne.

_________________
sandanm@wp.pl


Ostatnio edytowano Pn 18 sty, 2016 06:16 przez Sandan, łącznie edytowano 5 razy

Góra
 Zobacz profil  
 
 Tytuł: Re: Dynamika Łuku - program komputerowy
PostNapisane: Wt 22 kwi, 2014 12:22 
Offline
Avatar użytkownika

Dołączył(a): Pt 04 sty, 2013 14:10
Posty: 69
Lokalizacja: Poznań
Wielkie dzięki... :) :)
Ps. fajnie że znowu jesteś na forum...


Góra
 Zobacz profil  
 
 Tytuł: Re: Dynamika Łuku - program komputerowy
PostNapisane: Wt 22 kwi, 2014 15:01 
Offline
Moderator
Avatar użytkownika

Dołączył(a): Śr 07 lut, 2007 10:11
Posty: 1384
Lokalizacja: Gliwice
Jesteś miszcz przez duże SZCZ :)
Choć nie robię łuków tak często jakbym chciał, to na pewno się przyda.

_________________
"Obce rzeczy dobrze wiedzieć, swoje- obowiązek"- Autor nieznany

Pagancraft na Facebooku :)


Góra
 Zobacz profil  
 
 Tytuł: Re: Dynamika Łuku - program komputerowy
PostNapisane: So 26 kwi, 2014 16:11 
Offline

Dołączył(a): N 10 lut, 2013 12:08
Posty: 31
Lokalizacja: Psary
Czyli że mój łuk ma przyspieszenie 3750m/s^2 :shock: . No super :mrgreen:


Góra
 Zobacz profil  
 
 Tytuł: Re: Dynamika Łuku - program komputerowy
PostNapisane: So 26 kwi, 2014 17:37 
Offline

Dołączył(a): Cz 04 lis, 2010 22:26
Posty: 856
Lokalizacja: Ozorków
Nie, nie ma ! Popełniłeś błąd zakładając ruch jednostajne przyśpieszony. Program nie określa ani jaki to rodzaj ruchu, nie określa przyśpieszenia ani czy w ogóle jest ono stałe constans. Jest to bardziej skomplikowana sprawa.

_________________
sandanm@wp.pl


Góra
 Zobacz profil  
 
 Tytuł: Re: Dynamika Łuku - program komputerowy
PostNapisane: So 26 kwi, 2014 21:28 
Offline

Dołączył(a): N 10 lut, 2013 12:08
Posty: 31
Lokalizacja: Psary
Czyli jednak rzeczywistość nie jest tak piękna jakby sie wydawała


Góra
 Zobacz profil  
 
 Tytuł: Re: Dynamika Łuku - program komputerowy
PostNapisane: Pn 28 kwi, 2014 19:30 
Offline
Avatar użytkownika

Dołączył(a): So 25 sty, 2014 20:58
Posty: 209
Lokalizacja: Igloo
Fajny, ja sama myślałam o jakimś programiku, ale jakiś prosty to pewnie dopiero w wakacje. Ja bardziej myślałam o jakimś programie - bazie danych dla wytwórców.

_________________
forumksiazki.com


Góra
 Zobacz profil  
 
 Tytuł: Re: Dynamika Łuku - program komputerowy
PostNapisane: Pn 15 gru, 2014 23:11 
Offline

Dołączył(a): Cz 04 lis, 2010 22:26
Posty: 856
Lokalizacja: Ozorków
Dostępna jest wersja 1.5. Dodałem obliczenia łuków kreteńskich, obliczanie przełożenia, mocy i uzupełniłem tabelę z parametrami drewna, oraz dodatkowo dodałem kilka gatunków amerykańskich używanych w łucznictwie. Zamieniłem nieco wygląd programu ale podstawowe parametry wpisuje się nadal w pola zielone, oraz opcjonalne dane w pola czerwone (np. masa tipsu). Teraz wpisuje się wagę strzały od razu w gramach zaś standard GPP jest obliczany automatycznie.

Jest też moduł liczący ugięcie strzały o różnych średnicach (7,8,9 mm ale można zmienić na inną) przy standardowych ustawieniach spintestera czyli 2 funty na 26 calach rozstawu (pola czerwone) . W polu moduł Younga należy wpisać wartość (dla gięcia) dla interesującego nas gatunku z tabeli oraz podać gęstość drewna.

Dane nadal wpisuje się tylko w częściach I i II. Jeśli coś jest niejasne to proszę śmiało pytać. Będę wdzięczny za opinię o programie i sugestie co do zmian w kolejnych wersjach.

_________________
sandanm@wp.pl


Góra
 Zobacz profil  
 
 Tytuł: Re: Dynamika Łuku + Aerodynamika Strzały Flight - algorytm
PostNapisane: Pn 18 sty, 2016 07:47 
Offline

Dołączył(a): Cz 04 lis, 2010 22:26
Posty: 856
Lokalizacja: Ozorków
Aerodynamika Strzały Flightowej. Odłączyłem jako osobny arkusz od głównego programu, żeby było mniej komplikacji. Prezent na nowy rok, ale z zastrzeżeniem że korzystać mogą tylko ci którzy są zawodnikami w zawodach flightowych. No dobra, wystarczy że zamierzają wystartować ;-)

Załącznik:
AerodynamikaStrzały.jpg
AerodynamikaStrzały.jpg [ 238.21 KiB | Przeglądane 3005 razy ]



http://chomikuj.pl/sandan_marcin/Aerody ... 865941.xls

Uwzględnia temperaturę, ciśnienie, siłę i kierunek wiatru, dowolne baryłkowanie, taperowanie, długość , wielkość lotek, kąt wystrzału, wysokość strzelca. Wylicza prędkości i energie końcowe włącznie z prędkością "bojową" z jaką strzała opada jeśli wystrzelona jest parabolą (ma to sens tylko do granicy zrównania się siły grawitacji z siłą oporu powietrza). Prędkość użyteczna to prędkość "do przodu" w przypadku gdy strzelamy na wprost (kąt wystrzału 0 stopni), czyli do tarczy lub na polowaniu. Zrezygnowałem z połowicznej metody ciśnieniowej współczynnika Cx, takiej jaką stosuje się do określania aerodynamiki samochodów (drag). Zastąpiłem ją pełniejszą metodą "skin friction", czyli zamiast najszerszego miejsca przekroju ważniejsza jest całkowita powierzchnia opływu, bo strzała sama w sobie jest opływowa. Przepływ do pewnej małej odległości od czubka strzały jest przepływem laminarnym, później po odcinku przejściowym (nie ma na niego wzorów w literaturze) zamienia się w przepływ burzliwy, o wiele bardziej hamujący. Oczywiście charakter przepływu zależy od liczby Reynoldsa (inaczej liczonego przy drag a inaczej przy skin friction!) a ta od lepkości płynu (powietrza). Lepkość zależy od gęstości a ta od ciśnienia i temperatury. Wilgotność natomiast wbrew przeczuciom ma niewielki wpływ (tak sądzę - bo para wodna ma małą gęstość). Siła Coriolisa (obracająca się wokół swej osi Ziemia) również jest dla strzały tak mała, że nie uwzględniłem jej w obliczeniach. Także z wiatrem należy być ostrożnym, bo nie uwzględniłem jego wpływu na znoszenie strzały w bok, jedynie na generowanie oporu. Choć można zadać dowolny kąt i siłę wiatru (z dowolnego kierunku - pełne 360 stopni) to przy strzelaniu parabolą trzeba by dołożyć jeszcze jeden kąt bo wiatr jest równoległy do powierzchni gruntu a strzała w tym przypadku nie. 0 stopni - strzał zgodnie z wiatrem, 180 stopni - strzał pod wiatr, 90 z boku + inne kierunki pośrednie.


W programie można ten moment przejściowy uwzględnić procentowo w rubryce "turbulentność". Myślę że wynosi on (wariant realistyczny) około 80% ale zależny jest także od konstrukcji i baryłkowania strzały i może uzyskać niższy procent turbulencji (50-60 procent wariant optymistyczny) a więc większą długość odcinka laminarnego. Jest też 2 metoda - chropowatość powierzchni. Jeśli zamiast zera podstawić wartość szorstkości w mikronach (tabele inżynierskie w zależności od wykończenia powierzchni jeszcze wrzucę) to program automatycznie przestawi się na tą metodę pomijając zagadnienie rodzaju przepływu. W rzeczywistości dochodzą tu jeszcze siły van der Wallsa w zależności od materiału brzechwy, które będą różne dla drewna, carbonu, aluminium i fiberglassu. Niestety próżno tego szukać w literaturze. A jeszcze dokładniej to cały opór zależy od wszystkich tych rodzajów oporów łącznie czyli od oderwania warstwy przyściennej i próżni za strzałą, burzliwości przepływu, chropowatości, opływowości kształtu i nie tylko tak jak kropla (która jest krótka, gdzieś maksymalnie 4 razy dłuższa niż szerokość), ale tak jakby cały przedmiot był zanurzony w płynie, oporu indukowanego (promienia na lotki, grotu na promień) i masy innych czynników, (np. kształt paraboli czubka - von Karman się zajmował aerodynamiką), których nie sposób uwzględnić.

Opory zależą oczywiście inaczej w prędkościach poddźwiękowych i naddźwiękowych ale nas to nie dotyczy. O dziwo więcej jest zbadane i opisane matematycznie zagadnienie naddźwiękowe, ze względu na wojsko. Jeszcze ciekawostka jest taka, że nasze samoloty przedwojenne, bombowce Łoś, miały skrzydła o profilu laminarnym.

Program potrafi wyliczyć pułap lotu, kąty nachylenia strzały podczas lotu (zerowe nachylenie jest jednoznaczne z osiągnięciem maksymalnej wysokości), jej krzywą balistyczną, siły oporu w gramach jakie stawiają promień i opierzenie a także kąt pod jakim wbije się ona w ziemię. Ciekawe że kąty te będą różne dla strzał o tych samych prędkościach ale różnej wadze.

Poniżej wyników są wyliczenia iteracyjne z dokładnością do 0,1 sekundy. Można z nich wyczytać np. po jakim czasie dana strzała doleci do celu, z jaką energią i jaki będzie opad na dowolnej odległości. (oczywiście jeśli strzelamy poziomo). Nota bene właśnie w ten sposób można uzyskać dane posiadanej strzały do wstawienia w miejsce turbulencji. Dobrać ją tak aby opad zgadzał się z rzeczywistym pomierzonym w terenie i pomierzoną prędkością na chronografie.

W zakładce 2 jest też kompresja vs ściskanie, oblicza 3 wartość z 2 znanych.

Parę linków dla dociekliwych w tym super kanał ze starymi filmami o mechanice płynów i turbulencjach w przyrodzie.

https://www.youtube.com/channel/UCI77xv ... 6hDsY1si6g
https://www.youtube.com/watch?v=1_oyqLOqwnI
https://www.youtube.com/watch?v=gZk2bMaqs1E
https://www.youtube.com/watch?v=E9ZSAX56m0E

Przykładowa tabela z chropowatościami Ra w zależności od wykończenia powierzchni
Załącznik:
Chropowatość.jpg
Chropowatość.jpg [ 196.25 KiB | Przeglądane 3005 razy ]


Tabela współczynników oporów różnych kształtów w wersji ciśnieniowej - dla porównania z nowszą metodą.
Załącznik:
DragCoefficient.png
DragCoefficient.png [ 12.13 KiB | Przeglądane 3005 razy ]

Załącznik:
Opórkształtu.jpg
Opórkształtu.jpg [ 122.79 KiB | Przeglądane 3004 razy ]

Załącznik:
Opórkształtu2.jpg
Opórkształtu2.jpg [ 148.2 KiB | Przeglądane 3004 razy ]

_________________
sandanm@wp.pl


Góra
 Zobacz profil  
 
 Tytuł: Re: Dynamika Łuku + Aerodynamika Strzały Flight - algorytm
PostNapisane: Wt 19 sty, 2016 22:15 
Offline
SPONSOR
Avatar użytkownika

Dołączył(a): Śr 29 lut, 2012 17:53
Posty: 211
Lokalizacja: Łódź
Czarna magia. Z mojej strony pokłony, dla mnie sufitem jest ogarnięcie reszty w sklepie ;)
Postaram się zmontować strzałę uwzględniając te wyliczenia, zobaczymy jak się sprawi na flajcie.

_________________
Pork Eating Crusader


Góra
 Zobacz profil  
 
Wyświetl posty nie starsze niż:  Sortuj wg  
Utwórz nowy wątek Odpowiedz w wątku  [ Posty: 10 ] 

Strefa czasowa: UTC + 1 [ DST ]


Kto przegląda forum

Użytkownicy przeglądający ten dział: Yahoo [Bot] i 2 gości


Nie możesz rozpoczynać nowych wątków
Nie możesz odpowiadać w wątkach
Nie możesz edytować swoich postów
Nie możesz usuwać swoich postów
Nie możesz dodawać załączników

Szukaj:
Skocz do:  
cron
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Przyjazne użytkownikom polskie wsparcie phpBB3 - phpBB3.PL
Chronicles phpBB2 theme by Jakob Persson. Stone textures by Patty Herford.
With special thanks to RuneVillage