© North SailsTUULITUNNELITESTAUS
North Sails on ollut uranuurtajana purjeiden modernissa tuulitunnelitestauksessa. Käytössä on kaksi toisiaan sivuavaa, mutta erilaista metodia. Ensimmäinen on traditionaalinen hitaiden nopeuksien tuulitunneli, jossa on kiertymä. Toinen on virtuaalimaailman uskomaton tuote.
© North SailsTwisted Flow-tuulitunneli
Kiertyneen virtauksen tuulitunneli kehitettiin North Sailsin ja Aucklandin yliopiston yhteistyönä, jotta voitaisiin tutkia erityisesti tuulen virtausta purjeissa. Käyttämällä ainutlaatuisia taivutettavia ohjainsiipiä tunnelin virtaus saadaan tarkasti simuloimaan tuulen gradienttia, jonka liikkuva vene kohtaa todellisessa purjehdustilanteessa. Kyseistä tuulitunnelia on käyttänyt viimeisen kymmenen vuoden aikana menestyksekkäästi useampi America’s Cup, Volvo Ocean Race ja Open 60 -tiimi sekä useat muut menestyneet kilpa- ja matkaveneprojektit.
Tunnelin koko mahdollistaa suhteellisen suurikokoisten mallien testaamisen ilman tukkeutumis-ongelmia. Purjeiden suorituskykytestit tehdään normaalisti mallilla, joka on 1:14 skaalassa ja varustettu radio-ohjatuilla vinsseillä. Turbulenssia, nopeusprofiilia ja kiertymää voidaan säätää jotta simulaation on tarkka. Tunnelissa on myös korkealuokkainen reaaliaikainen vpp, joka helpottaa merkittävästi purjeiden trimmaamista tunnelissa. Dynamometrin antamat voimat muutetaan välittömästi kallistukseksi ja veneen nopeudeksi kyseisessä tosituulen nopeudessa, ja malli kallistetaan kyseiseen kallistuskulmaan. Tämä on erityisen tärkeää sivutuulipurjeiden testauksessa, koska kallistus vaikuttaa niiden tehoon niin paljon, että sitä ei voi määritellä lineaarisen teorian avulla.
© North SailsVirtuaalinen tuulitunneli
Virtual Wind Tunnel on ensimmäinen ja yhä ainoa tietokonesimulaatio, joka tarkasti mallintaa tuulen virtausta myötätuulipurjeissa 1:1 skaalassa. Kun systeemi alun perin kehitettiin, tarkkuutta testattiin Twisted Flow- ja BMW/Oraclen ACC tunneliin nähden. Nämä vertailut jo tosielämän tulokset ovat antaneet meille varmuuden, että VWT ennustaa purjevoimat tarkemmin kuin minkään tyyppinen purjeiden testaus tuulitunnelissa. Purjevoimien lisäksi VWT antaa tietoa suunnittelijoillemme purjeiden muodon, voimien ja stabiiliuden ja trimmattavuuden suhteista toisiinsa.
Alla olevat kuvat näyttävät purjeen muodon kehitystyötä VWT:n avulla. Alkuperäistä muotoa (vasemmalla) muutettiin VWT:llä laskettujen paineiden mukaisen muodonmuutoksen perusteella ja sitä analysoitiin Membrain ohjelmalla. Purjeiden muuttunut muoto ja virtauskuvaukset kertovat suunnittelijalle, onko muutettu muoto tehokkaampi. Alla kuvatussa prosessissa onnistuttiin parantamaan eteenpäin vievää voimaa 2,3 %. Tässä tavoitteena oli alipaineen maksimoiminen purjeen suojanpuolelle (enemmän punaista & oranssia väriä), ja lisäys näkyy selvästi kuvista.
© North Sails