Физика превращения в лодку

Я пишу небольшое симулятор лодки (парусник под властью, а не парус). У этого есть руль и киль, и у меня есть большая часть физики, работающей для тяги и сопротивления. Я смоделировал перетаскивание через лодку выше, чем вдоль лодки, чтобы уменьшить боковое скольжение.

Однако это не совсем правильно. Правильно ли я говорю, что киль будет не только обеспечивать сопротивление, но и способствовать тому, чтобы лодку через поворот направили воду?

Окончательная модель не должна быть научно достоверной, она просто должна "чувствовать" как лодку.

Любые указатели будут очень благодарны.

С наилучшими пожеланиями и благодарностью.

Dave

EDIT (Первоначально опубликовано как ответ OP)

ОК, понял, что мне не хватает гидродинамического "подъема", создаваемого килем. Похоже, что он действует как парус под водой и генерирует вектор силы, пропорциональный потоку воды над ним и углу этого потока. Вектор силы находится в противоположном направлении к движению воды по килю и к направлению, на которое указывает лодка. Теоретически это должно уменьшить боковое скольжение, а также потянуть лодку через поворот.

Было бы хорошо, если бы кто-нибудь там знал об этом, если бы они могли добавить ответ, который имеет некоторое представление о моем основном понимании. Я пытаюсь довести это до формулы, которая связана с направлением, которое указывает лодка, и направлением и скоростью движения лодки.

ОК, понял, что мне не хватает гидродинамического "подъема", создаваемого килем. Похоже, что он действует как парус под водой и генерирует вектор силы, пропорциональный потоку воды над ним и углу этого потока. Вектор силы находится в противоположном направлении к движению воды по килю и к направлению, на которое указывает лодка. Теоретически это должно уменьшить боковое скольжение, а также потянуть лодку через поворот.

Было бы хорошо, если бы кто-нибудь там знал об этом, если бы они могли добавить ответ, который имеет некоторое представление о моем основном понимании. Я пытаюсь довести это до формулы, которая связана с направлением, которое указывает лодка, и направлением и скоростью движения лодки.

Ответ 1

Когда кадр смещения качается на одном пути (т.е. подветренный), он заставляет лодку поворачиваться в противоположном направлении (т.е. наветренно); Мне сказали сделать с контуром смоченной области. Я не думаю, что киль создает подъем, потому что угол атаки через воду едва изменяется.

Итак, когда лодка поворачивается, она падает на каблук под действием центробежной силы (центростремительная сила действует ниже центра масс, поэтому есть момент, который подсказывает лодку наружу), и это изменяет форму корпуса в воде в таких способ, которым он действует, чтобы повернуть лодку немного быстрее.

Еще один фактор, если лодка находится под властью, заключается в том, что парусник обычно находится прямо перед рулем, что позволяет некоторым векселям тяги, когда стирка попадает в руль (т.е. когда двигатель движется вперед, после ½ секундного отставания или так).

Ответ 2

Обратите внимание, что некоторые компоненты гидродинамической силы на корпусе (и руле) пропорциональны квадрату скорости. И загрузка груза имеет решающее значение для стабильности рулевого управления. Например, придание лука глубже сделает рулевое управление более неустойчивым, и наоборот, придание большего веса корму заставит лодку усложнить поворот.

Ответ 3

В конечном счете, факторами, влияющими на управление корпусом смещения, будет расстояние от руля направления до центра масс (простое плечо); центр тяги (будь то передний или задний центр масс); форма и глубина смачиваемой поверхности (которая будет влиять на давление и поток); скорость (которая будет влиять на динамическое и динамическое давление); размер и форма руля (что будет определять тенденцию поддерживать поворот); и направление приложенной тяги, как только начинается поворот.

Предполагая, что расстояние руля направления от центральной массы составляет примерно половину длины ватерлинии, а руль больше, и что центр тяжести находится выше центра плавучести, судно, вероятно, будет стоять на лодке, подальше от поворота центр, поскольку ее лук, перекошенный от ее первоначального курса, встречает наклонное сопротивление, и ее масса пытается продолжить в исходном направлении. Если он завинчивается, она будет вынуждена продолжать смещение, так как карандаш, сбалансированный на кончике пальца, будет кончиком быстрее, как только он начнет опираться. Чуть меньшее давление на внутренний лук поможет поворот. Хотя верно, что после того, как часть корпуса будет сопротивляться повороту, скорость жидкости, проходящей через боковую сторону, будет больше, поскольку по сравнению с исходным курсом она имеет больше расстояния до покрытия, чем внутри. Кроме того, после корпуса на борту отходит от проходящей жидкости, которая, мчась, чтобы заполнить пространство, помогает толкать корму в нужном направлении. Что касается киля с глубоким плавником, если пятка будет выражена, то наружное лицо поможет подобрать корпус к центру, а обратная сторона будет слегка всасываться в центр поворота.

Если кто-то поддерживает головные боли, то поворот будет быстрее. Если кто-то поддерживает двигатели, "расстроен" будет сопротивляться, а оборот менее резкий. Для парохода, как только начинается поворот, уже слишком поздно: оставьте двигатели в покое. Это то же самое, что и торможение и рулевое управление автомобилем: заставляйте обе, оба они оба.