zaterdag 28 januari 2012

Spectaculaire uitkomst aerodynamische testen

Vandaag zijn Jan Reus en ik bezig om met wollen tuftdraadjes de luchtstroming rond de Quest te onderzoeken. We doen dit onder meer om informatie te verzamelen t.b.v. de ontwikkeling van een nieuwe racetop voor de Quest. Verschillende configuraties, met en zonder racekap, met en zonder mini vizier en met en zonder luchtgeleiding strippen aan de achterkant, zullen we beproeven.
Eerst bevestigen we een kleine 200 wollen draadjes van 13 cm lengte aan evenzoveel stukjes gele tape. Daar zijn we wel een paar uurtjes mee zoet. Pas om drie uur rijden we samen naar de Westdijk van de Schermer. De weg is daar breed en er is weinig verkeer. Het wegdek is glad zodat dit geen effect heeft op de draadjes. De wind heeft een kracht van 1 tot 2 Bft uit het noord-oosten.

We rijden steeds een snelheid tussen 36 en 40 km/u. Jan houdt een strakke koers aan de rechterkant van de weg aan.
Ik rij met mijn Quest met wisselende snelheid, camera in de rechterhand, het stuur in de linker hand, langs Jan. Dat is nog een aardig kunststukje. Vooral als ik opnamen van Jan's voorzijde wil maken, moet ik me al fietsend meer dan half omdraaien. Een complicatie daarbij is dat mijn uitgeademde lucht mijn bril doet beslaan. Maar ach, wie mooi wil zijn moet pijn lijden :).

Ik maak behalve foto's ook enkele videofilmpjes.
Eerst maar eens helemaal kaal, dus zonder minivizier en zonder racekap.
De tufts liggen voor aan de Quest prachtig aan. Ter hoogte van het instapgat, voorbij de grootste breedte van de fiets, wijzen de tufts wat naar beneden. De tufts op schouderhoogte achter fladderen aardig heen en weer. De draadjes op de voorrand van het instapgat verdwijnen in zijn geheel in het instapgat. De draadjes achteraan de fiets doen weinig tot niets.

De racekap, in dit geval een carbon toer/racekap, geeft vooraan hetzelfde beeld, keurig laminair. Naast het carbon deksel is de luchtstroom wat naar beneden gericht, een gevolg van de stuwing rond het vizier. Direct daarachter blijft het nog even rommelig. Meer achter aan de fiets wordt het weer regelmatiger. Over vizier, kap en hoed lopen de draadjes mooi parallel. Direct achter de hoed is de stroming totaal verstoord. De achterste tufts op de bovenkant van de hoed verdwijnen zelfs totaal in de hoed. Tot 20 cm daarachter op de tunnel is het ook niet pluis. Verder naar achter lijkt de verstoring te verdwijnen.

De stroming om de spiegelkapjes doet het goed. De onderste twee draadjes waaien gemiddeld mooi naar achter, de bovenste komt naar binnen. Dit wordt veroorzaakt doordat de spiegel in het kapje precies gelijk is aan de buitenkant van het kapje. De spiegel moet duidelijk binnen het kapje blijven voor een goede loslating en maximaal goede stroomlijn.

De draadjes aan de staart dwarrelen continue in het zog achter de staart. Met twee aan weerskanten geplakte 0,5 mm Lexan strippen wordt dat een stuk beter. Helaas hebben we later pas door dat één van de vijf tufts tussen de strip en de body vastgeklemd zit. Het effect is in ieder geval duidelijk positief. Wel zal dit nog sterk verbeteren door de strips te verlengen en op een punt te laten uitlopen.

Wat is er nu zo spectaculair? Volkomen onverwacht is dat het rijden met het minivizier. Van voor tot achter heeft het mini vizier een bijzonder opvallend gunstig effect. Vooraan is het zoals bij iedere configuratie prima in orde. Het mini vizier stuwt de lucht niet naar zijkant zoals bij de racekap. Fantastisch is het om te zien dat ook naast het instapgat en op de tunnel achter het hoofd de stroming er heel goed uitziet. Zelfs op de achterkant van de body blijven de tufts netjes aanliggen.

Jan's Quest krijgt vlak voor de eerste witte stormstrips opgeplakt. Dat ziet er heel wat fraaier uit dan de grijze bouwmarkt tochtstrips.
We hebben ons wat verdiept in vortex generators. Dit zijn kleine kunststof luchtgeleiders die op plaatsen met een slechte stroming een soms spectaculair effect hebben. Jan zal een mal maken om een aantal van deze onderdelen te gieten.

34 opmerkingen:

Sebastiaan zei

We kunnen niet wachten ;-)
Jan z'n Quest ziet er wel heel spectaculair uit!!

Gr. Sebastiaan

BrandweerQuest zei

Lijkt wel Discovery Mytbusters met een spannende klifhanger! Ik ben zeer benieuwd.

Henk-Jan zei

Schitterend, zo'n creatieve en nuttige combinatie van zeil- en fietstechniek.

Het resultaat moeten haast wel de inzichten in de stroomlijn verscherpen.

Gr. Henk-Jan

Theo Z zei

Dat ziet er indrukwekkend uit!
Nu maar hopen dat we de resultaten kunnen interpreteren (te veel variabelen: het weer).
Ook ben ik benieuwd wat de stormstrip doet, alleen is de herfst nu overgegaan in winter.

Wanneer begint de uitzending?

Quemo zei

Jammer dat je geen optie hebt om je berichten te markeren als 'grappig', 'interessant', etc. want dit bericht valt me dermate op dat ik hier graag een 'interessant' aan had willen plakken.

Ik wacht met smart op je volgende bericht.

questikel zei

Dag Wim

Ziet er goed uit. Hoe was de wind richting tov de rijrichting? Geeft de stand van de draadjes aan dat dit zo ca 10 over 12 was?

hgr Peter

L@R3NZ zei

Hoi Wim en Jan,

fantastische resultaten, wanneer kunnen we de gekleurde miniviziers voor de wielkasten van de mango's en strada's bij velomobielonderdelen.nl bestellen?

groet, Lorenz

Wim Schermer zei

Hi Peter,
Noordwaarts rijdend, je ziet dan de polder, komt de wind van rechts in.
Zuidwaarts rijdend, je ziet dan de dijk van het Noord-Hollands kanaal, komt de heel zwakke wind van links in.
Groeten,
Wim

Wim Schermer zei

Hi Lorenz,
De Mango kan vrij gemakkelijk sneller worden gemaakt.
Een simpele strip Lexan doet al veel. Het met baleinen dichtmaken van de wielkasten helpt nog meer.
Velomobielonderdelen.nl zal hier geen rol in kunnen spelen denk ik.
Groeten,
Wim

Wim Schermer zei

Hi Lorenz,
Ik vergat te melden dat over de baleinen nog goede Lycra moet worden gespannen. Lycra is in veel kwaliteiten te koop. Goede Lycra rekt wel een factor 6, 'gewone' Lycra rekt een factor 2.
Groeten,
Wim

Anoniem zei

Beste Wim,

Erg interessant om de stroming rond de Quest op deze manier zichtbaar te maken. Vooral achter de racekap. Je zult ongetwijfeld de racekap op dit punt gaan verbeteren.
Overigens vraag ik mij af in hoeverre de aanwezigheid van de draadjes de stroming beter laten aanliggen. Mede omdat de draadjes in elkaars zog liggen. Daarmee onstaat een te rooskleurig beeld van de stroming. Je kunt de draadjes natuurlijk ook voor altijd laten zitten. "Quest met vacht".

Met vriendelijke groeten,
Rinus Coesel
Nu nog in de WAW29, straks in de carbon Quest XS

Wim Schermer zei

Hi Rinus,
De draadjes zijn er al weer af. Wel bewaard voor nieuwe (deel)projecten.
De stroming wordt niet beïnvloed door de draadjes, de draadjes volgen de stroming.
De racekap is gemiddeld lager dan deze deelbare toerrace kap. En inderdaad, we leren hier veel van.
De te ontwikkelen race top zal het gebied achter de racekap een goede stroomlijn geven.
Groeten,
Wim

BrandweerQuest zei

Nou Wim & Jan complimenten!
Heel erg bedankt voor deze test.
Bijzonder netjes uitgevoerd. Hier valt weinig meer over te discussiëren lijkt mij.
De mini vizier moet zeker (zeker zomers) voor iedereen standaard worden. Je bent gek als je het niet doet. Comfort en stroomlijn voor weinig.
Met (gladde) helm en hoofd tegen het kussen aan is er eenvoudig nog meer aerodynamische effect te behalen.

Ik mis een test met minivizier+schuimkraag. De configuratie waar in de winter mee gereden wordt.
Ik ben benieuwd of 'lekwind' van opzij een turbulentie veroorzaakt die de werking van het mini vizier ongedaan maakt.
Ook denk ik dat de losse harde (en strakker aanliggende) deksel betere aërodynamische eigenschappen heeft dan de standaard schuimkraag. Zeker in combinatie met het minivizier.

Het blijkt maar weer dat de Quest aërodynamisch zeer doordacht in elkaar steekt. Pluim voor de ontwerper(s) en ontwikkelaars.

Maar nu de vervolg hamvraag: Wat gebeurt er bij sterke wind van opzij. De voorkant ben ik van overtuigd dat daar niks aan de hand is. Het zit hem in de staart.
Ik zie dus duidelijk wervelingen op de muts. Versterkt door de racekap.
Mogelijk dat de werking van de stormstrip daar (al) verbetering in brengt bij sterk wind van opzij. Maar ook heb ik hoge verwachtingen van de vortex generator. Zowel met sterke wind van opzij als onder normale rijomstandigheden. Volgens mij simpel uit een strip zacht plastic te knippen.

Filmen is best lastig en niet zonder risico onder deze omstandigheden heb ik zelf ook gemerkt. Misschien toch (op afstand) een auto met chauffeur en kameraman?

Er is nog veel te onderzoeken, maar deze resultaten zijn al een hele mooie basis. Wat ook goed verkoopt. Ik bedoel niet alleen de producten......dit is een bewijs bewijs. ;-)

BrandweerQuest zei

Lorenz
De draadjes beïnvloeden op zich de test absoluut niet.
Bij de test op mijn blog had ik bewust de draadjes niet in een rechte strakke lijn geplakt. Deel staan ze in verband, deels staan ze schuin op de voorwaartse richting.
Ook heb ik getracht de lengte van de draadjes niet elkaar te laten overlappen. Ook heb ik de draadjes van verschillende lengtes (tussen 10 en 15 cm) gebruikt. Maakte allemaal niks uit.

Ik denk denk dat alleen nog langere draden zich anders gaan gedragen. B.v. 1 draad van 100 cm vanuit de voorkant van de fiets zal denk ik niet rustig blijven liggen, maar gaan zoeken. Maar misschien ook niet.
Nu is in elk geval heel duidelijk aangetoond waar en in welke richting de windstroom is op de fiets en waar hij evt. turbulent wordt.
Een uitstekende test.

Wim Schermer zei

Hi Theo,
Dank voor de complimenten.
Een test met minivizier en schuimkap is niet in ons opgekomen. Zowel Jan als ik rijden niet meer met een schuimkap.
Lekwind van opzij, we hadden ook nu wat zijwind, vermindert de werking van het minivizier. Je ziet dat de carbon deksel mooi wordt aangestroomd. Punt is wel dat Jan's spiegelstroomlijnkapjes een positieve rol spelen.
Je hebt volkomen gelijk dat de Quest het aerodynamisch heel goed doet.
Ik denk niet dat de stormstrip een positieve rol speelt t.b.v. een mooie stroomlijn. Deze strip zit er juist op om de goede aerodynamische vorm bij harde zijwind te vernielen.
In de toekomst is filmen uit een rijdende auto die door een tweede inzittende wordt bestuurd veel beter.
Onze test levert vooral belangrijke informatie op over de racekap. Daar gaan we nog wel het een en ander aan doen.
Groeten,
Wim

Theo Z zei

Ja, Theo, dit komt zeer dicht bij een bewijs.
Maar, hoe wil je dit vergelijken als je later weer een proef uitvoert. Het weer is, te, onvoorspelbaar.

Complimenten voor de proef! Mooi om te zien hoe de wind 'de Quest omarmt'.
Ik ben ook benieuwd hoe de Mango, Strada of de XS er uitkomt. De muts is daar relatief dikker uitgevoerd.

Chris Evans zei

Hi Wim, I did order a racekap a little while ago and was told april for delivery. Does this new design you are working on affect my delivery time? I'm guessing it would take quite a while to have a new cap designed. I'm thinking some vortex generators placed on the racekap in strategic positions may help clean up the airflow behind.
I still have races beginnng in May which I do need a racekap. Let me know if the new development changes anything as far as myself having something in time for my races.

Wim Schermer zei

HI Chris,
The new top is probably not a commercial project.
It is not sure when we can start with this project.
Velomobiel.nl wil develop a new top, something like the Versatile. This will start within a year.
Your racekap will be lower than de carbon toer/racekap and thus will get less problems with airflow.
And yes, we are going to make vortex generators for use on some parts of the Quest.
Regards,
Wim

Driewieler Hoorn zei

Vind dit toch wel heel erg boeiend. Het valt mij bijvoorbeeld op dat je in een Quest wel erg koude schouders krijgt na een kilometer of dertig. Misschien dat deze testen daar iets meer duidelijkheid in geven.

Wim Schermer zei

Het minivizier scheelt, zoals Ymte het zegt, 'een jas'.
Veel meer comfort, zowel wind- als geluidscomfort.
Je blijft beduidend warmer met een mini vizier.
Groeten,
Wim

Driewieler Hoorn zei

Dta van dat miniviszier, dat klopt helemaal. Voorheen had ik de koude schouders al eerder. Ik ga morgenochtend testen met een kraagje OP de schuimrand. gelukkig werkt de winter momenteel wat mee zodat ik nog sneller voel of het kraagje ook wat exra comfort bied (of juist niet...). Ondertussen blijf ik jouw test met veel interesse volgen. Succes !!
Groeten,
Arnold

Willem zei

Wim, Jan,
Juliie doen echt weer spectaculair R&D van de hoogste plank!
Mooi om te zien wat de verschillen zijn.
Ik had me al eens eerder erg positief uitgelaten over het verschil tussen met en zonder minivizier, en ik maak er nog steeds dagelijks gebruik van alleen in het donker haal ik het er soms vanaf als het regent/motregent omdat ik dan een belangrijk stuk vlak voor de fiets niet goed kan zien en verblind kan worden door tegenliggers.
Dat er duidelijk verschil in snelheid is bij dezelfde Hf. was voor mij al bewezen.
Dit is nu middels jullie testritten weer aangetoond.
Als het hard regent of hagelt gebruik ik de schuimkraag ook en ik heb dan wel het idee dat de fiets nog sneller loopt met dezelfde Hf. dit is natuurlijk moeilijk te vergelijken omdat de omstandigheden steeds anders zijn

Chris Evans zei

You may want to check out the stolspeed vortex generators. They are already available and reasonably inexpensive, durable and somewhat flexible. I'm not sure why you would need to manufacture these. It would take a lot of design and experimentation to find a better shape than what stolspeed engineers have perfected after 20 years of use.


http://www.stolspeed.com/installing-vortex-generators

Wim Schermer zei

Hi Chris,
You are right in respect of price and shape. But what do I do with 80 VG's. I have to mention an aircraft and I think the shipping costs are high.
We can make them in a few hours. Jan Reus, the builder of the racekappen, is an experienced mouldmaker.
Regards,
Wim

Chris Evans zei

I found a very interesting article which explains vortex generators which tries to differentiate the science as well as the art of placement and the theory.

http://www.avweb.com/news/reviews/182564-1.html

I hope it translates well to dutch for you Wim

questikel zei

Dag Wim

Zoek de verschillen, heb het filmpje een aantal keren bekeken en het is reuze interessant. Als ik de drie filmdelen bekijk en de smurfenmuts in de gaten houd dan valt het mij op dat deel 1 met minivizier en deel drie met racekap en lexaan strip aan de achter zijde het beeld gedeeltelijk vergelijkbaar is. (uitgezonderd net achter de kap). Deel 2 zonder lexaanen deel 3 met lexaan geven een iets ander beeld. Enigste verschil wat ik zie is de rijrichting. Zou dit toch de invloed kunnen zijn van de weinige wind? Heb jij ook beelden van beide richtingen met dezelfde uitrusting=

Hgr Peter

Chris Evans zei

With 80 vg's you might have enough to use on 8 to 10 quests? I guessed that you could purchase the 80 vg's, resell them in 10 packs at a profit because nobody like yourself would need 80 of them. Of course if you can manufacture them in small amounts for testing, then that is a good thing.

Wim Schermer zei

Hi Chris,
Thanks for the URL. Happily I can read English quite well so I will start reading.
Regards,
Wim

Wim Schermer zei

Hi Questikel/Peter,
Ik heb van beide richtingen in elk geval foto's. Het enige verschil is dat de tufts in de richting Noord rijdend, dat is met het land in de achtergrond, achteraan iets rommeliger zijn. Dat klopt omdat de wind daar rechtsvoor binnenkomt.
In zuidelijke richting rijdend, de wind komt dat ongeveer dwars van links in, liggen de tufts bij alle opnamen wat beter aan en wat hoger.
De hoed van de racekap vernielt de stroming behoorlijk.
Daar gaan we natuurlijk wat op bedenken.
Groeten,
Wim

Wim Schermer zei

Hi Chris,
I can simply buy 80 VGs, but I don't know weather these VGs will be usable for our Quest.
I will write a mail to the people of Stollspeed with some questions.
Many thanks for your help.
Regards,
Wim

Jan Goddemaer zei

Ongelooflijk, he, wat een paar gedreven mensen met kennis van zaken kunnen doen. Nu al de moeite om te lezen, maar het vervolg, de praktische uitwerking, lijkt me ook spannend. Zal het voor verbetering zorgen ? Zal je met hetzelfde vermogen nog sneller kunnen rijden ?
Ik ben benieuwd.

Wim Schermer zei

Dag Jan,
In 2005 reed ik met mijn Quest tijdens de uurs-race op CycleVision 42 km/u. Afgelopen uurs-race op CV 2011 reed ik 55,6 km/u. Die 13,6 km/u snelheidswinst komt vooral uit aero-dynamische ingrepen aan de Quest.
Met mijn 65 jaar word ik niet sterker.
En ja, het kan nog een flink stuk sneller. Een nieuwe gestroomlijnde top, goede wielstroomlijn kappen en radiaal banden moeten het mogelijk maken dat ik 60 km in een uur af kan leggen.
Dat lijkt me als AOW-er een aardig streven.
Groeten,
Wim

Anoniem zei

Mooi zou zijn als je op dezelfde manier het gedrag van de luchtstroom onder de Quest in beeld zou kunnen brengen met een camera onder de staart geplaatst.

Groet,
Bert H.

Wim Schermer zei

Hi Bert,
Dat zou zonder meer kunnen. Het veranderen van die luchtstroom daar is veel lastiger dan aan de bovenzijde van de Quest.
Gelukkig heeft de Quest, als een van de weinige velomobielen, voldoende grondspeling om compressie daar te beperken.
We gaan in elk geval werken aan betere wielkappen, met name achter komt een wielkap die geïntegreerd zal worden met het derailleurkapje en een verlengde staart.
Groeten,
Wim