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Die Sache mit dem Windschatten
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Erfahrungsberichte, Fragen und Diskussionen von allgemeinem Interesse, die nicht in eine der modellspezifischen Rubriken gehören.
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THEMA: Die Sache mit dem Windschatten
#646849
Aw: Die Sache mit dem Windschatten 28.01.2021 15:09 - vor 3 Jahren, 3 Monaten  
Optimist schrieb:
LaserDistanzmesser Rate, womit ich vorhin vor der Türe stand... Besitze so ein Gerät mit 50 m nomineller Reichweite. Werde das mal ausprobieren, schätze aber, das es nicht funktionieren wird. Bei großen Entfernungen sind die Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit der Rückstrahlfläche recht hoch. Die Beschaffenheit der Hauswand gegenüber hat da nicht ausgereicht, bei etwa 20 m war Schluss - allerdings im schrägen Winkel. Man wird sehen.
der_flieger
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#646851
Aw: Die Sache mit dem Windschatten 28.01.2021 15:17 - vor 3 Jahren, 3 Monaten  
@Tom0071:
Bei Bundes-/Landstrassen kommt es auf die Verkehrsdichte an, ob es da viel vom Fahren im Windschatten zu spüren ist.Hierbei kommt man dann wahrscheinlich auch in Geschwindigkeitsbereiche, wo der Windschatten wiederum nur wenig ausmacht.Das wollte ich implizit damit sagen.
ex_MarieCurie
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#646852
Aw: Die Sache mit dem Windschatten 28.01.2021 15:25 - vor 3 Jahren, 3 Monaten  
@der_Flieger:
Mittig auf "Höhe der Vorderräder" sollte schon o.k. sein. Nur ist es auf dem Niveau der Dachträger schon etwas hoch, um insbesondere bei nicht sehr hohen vorausfahrenden Fahrzeugen nicht nur im Randbereich der Windschattens zu sein. Meine Rechnungen fuer den LKW basieren auf einer Fahrzeughöhe von ca. 4 Metern.
ex_MarieCurie
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#646855
Aw: Die Sache mit dem Windschatten 28.01.2021 16:00 - vor 3 Jahren, 3 Monaten  
Ich habe noch einmal eine Fahrt auf der A7 im Windschatten hinterm LKW gefunden. Die Entwicklung des integrierten ECO-Scores als Funktion der zurückgelegten Strecke kann man in der Abbildung sehen.

Zunächst ging es gut 11 km durch das Hamburger Stadtgebiet, dann eine kurze Strecke Baustelle mit 60 km/h auf der A7 (rot hinterlegt) gefolgt von einer um die 17 km lange Strecke im Windschatten (hellgrün hinterlegt). Danach ging es dann weiter zum FTH. So etwa beim Pfeil ist mir der LKW vor mir abhanden gekommen. Der ist einfach in Quickborn abgefahren und ich musste zum davor fahrenden aufschliessen.

Die zunehmende Abweichung von Eins beim Fahren im Windschatten zeigt, dass mit länger werdender Fahrstrecke die real geleistete Arbeit immer mehr von der berechneten, zu leistenden Arbeit abweicht. Es wird weniger Arbeit benötigt als berechnet. Eine Folge des Windschattens. Wenn ich die dem Plot zugrundeliegenden Zahlen nehme, ist bei der Fahrt im Windschatten gut 15% weniger Arbeit zu leisten gewesen, als berechnet.
ex_MarieCurie
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Letzte Änderung: 28.01.2021 16:26 von ex_MarieCurie.
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#646872
Aw: Die Sache mit dem Windschatten 28.01.2021 18:00 - vor 3 Jahren, 3 Monaten  
Interessant. Mit welchem Abstand bist du im Windschatten gefahren?

O.

Ps. Diese Fühler an den Messpunkten, ist das ein Maß für die Streuung
Optimist
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Letzte Änderung: 28.01.2021 18:03 von Optimist.
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#646876
Aw: Die Sache mit dem Windschatten 28.01.2021 18:41 - vor 3 Jahren, 3 Monaten  
Abstand: ACC 2 Balken/Wellen, also halber Tacho

Die Fehlerbalken sind die mittlere Unsicherheit in der Höhenbestimmung über OpenElevationService. Die Höhendifferenz geht ja neben anderen Größen in die Berechnung der theoretisch zu leistenden Arbeit ein. (habe ich weiter oben skizziert.)

2 Meter Höhenunterschied entsprechen beim P4 8.4 Wh. Innerstädtisch benötige ich im Jahresmittel insgesamt 95 Wh pro Kilometer.

Ist bisher nur wenig Arbeit geleistet, weil man gerade losgefahren ist, bewirkt die Ungenauigkeit der Höhenbestimmung eine grosse Unsicherheit im Verhältnis von berechneter und real geleisteter Arbeit. Deshalb ist zum Anfang dieser Fehler gross und werden um so kleiner je länger die zurückgelegte Distanz ist.

Die Ungenauigkeit der Höhenbestimmung ist einer der größten Fehler bei der Bestimmung von Theorie/Real. Ein fast gleich grosser Fehler ist bei der Bestimmung der elektrischen Verluste zu erwarten, die ebenfalls berücksichtigt sind. Diesen Fehler habe ich aber leider nicht mit rausgeschrieben, Der fehlt also.

Weiter oben habe ich ja exemplarisch mal fuer die Fahrt aus dem Alten Land den Breakdown der einzelnen Beiträge zur berechneten Arbeit aufgeschlüsselt. da kann man dann auch sehen, wie gross die einzelnen berechenbaren Fehler sind.
ex_MarieCurie
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Letzte Änderung: 28.01.2021 18:47 von ex_MarieCurie.
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#646915
Aw: Die Sache mit dem Windschatten 28.01.2021 23:54 - vor 3 Jahren, 3 Monaten  
Ein Aspekt der hier noch nicht genannt wurde: Es ist viel einfacher und sparsamer, im Windschatten eines anderen zu fahren, wenn der vorne fahrende den Tempomat benutzt. Dann kann man auch selber den Tempomat benutzen und die Korrektur des Abstands geht auch über die Feinjustierug des Tempomats.
Vmax165
Beiträge: 354
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#646916
Aw: Die Sache mit dem Windschatten 29.01.2021 00:20 - vor 3 Jahren, 3 Monaten  
..Oder man hat einen adaptiven Tempomaten
Bernhard1988
Beiträge: 97
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#649539
Aw: Die Sache mit dem Windschatten 13.02.2021 23:14 - vor 3 Jahren, 2 Monaten  
der_flieger schrieb:
Lasst uns loslegen!
Liebe Priusfreunde,
es folgt ein kleiner Sachstandsbericht, den ich euch mit Freude übermitteln kann. Der weitere Ablauf der Umsetzung eins Airspeed Loggers gestaltete sich wie folgt. Solche 'Mal-eben-Aktionen' laufen bei mir so in etwa ab wie das Kochen - man schaut in die Schränke, entwickelt einen Plan und los gehts.

Bei weiterer Überlegung, wie man die Sensoren am Fahrzeug befestigen könnte, habe ich von den Dachträger Varianten Abstand genommen. Das ist mir zu auffällig, zu umfangreich und nicht schnell genug ein- und abrüstbar. Es fanden sich jedoch diverse Saugfüße von Navihalterungen usw., zudem so ein Saugheber mit zwei Saugnäpfen zum Transport von glattflächigem Baumaterial wie Fensterglas u.ä. So ein Heber hält angeblich bis zu 100 kg - kein Problem für eine Sonde, die weniger als ein halbes Pfund auf die Waage bringt. Nach vorn sorgt ein modifizierter Navihalter für eine in Grenzen verstellbare Abstützung.



Karins Nachfrage, ob man mit der Saugglocke nicht Beulen ins Blech zieht, ist durchaus berechtigt. Ich habe es vorsichtig probiert, es passiert nichts.



Ein erster Montageversuch war dennoch ernüchternd, weil der Verstellbereich des vorderen Fußes nicht groß genug war. Die Sonde steht zu hoch, wie man sehen kann. Dennoch wollte ich unbedingt eine Runde drehen - und war angesichts der Optik doch ganz froh, dass es schon dunkel war.



Zusätzlich habe ich einen kleinen Magnetfuß mit einem Röhrchen und einem Wollfaden angebracht. Der Wollfaden zeigt mir während der Fahrt die Strömungsrichtung an. Daran wollte ich die Neigung der Sonde einstellen. Die Strömung läuft über der Haube nicht horizontal, sondern aufwärts gerichtet. Die Probefahrt verlief insofern positiv, als dass ich tatsächlich verwertbare Daten aufzeichnen konnte. Die Konstruktion der Halterung musste jedoch überdacht werden.



Vorn sitzt nun ein Pinnwandmagnet an einem Scharnier, damit eine Kontouranpassung an die Motorhaube erfolgen kann. Das Scharnier fand ich einer meiner Grabbelkisten, es klebte noch ein DM-Preisschild darauf.



Das sieht doch schon besser aus. Jetzt steht die Sonde fast etwas tief - das konnte ich nicht testen, denn am Samstag vor einer Woche hatte ich einen Anlass zu einer ausgedehnten Testfahrt, doch leider war mir die Konstruktion mit dem Wollfaden zerbrochenen und somit nicht einsatzbereit.



Ich wollte den Anlass nicht ungenutzt verstreichen lassen, denn es war der letzte, wenn auch sehr windig-kalte Tag vor dem großen Wintereinbruch mit viel Schnee und strengem Frost. So fuhr ich am Samstagnachmittag von Süd nach Nord quer durch Bremen zu meiner Mutter. Die Augen der übrigen Verkehrsteilnehmer - unbeschreiblich. Sehr viel angenehmer war die Rücktour bei Dunkelheit, aber auch da wurde ich an einer Ampel stehen vom Nebenmann angesprochen, der sich an seiner Partnerin vorbei zu mir herüber beugte, das Fenster herunter fuhr und 'nach dem Ding' fragte.

Hier der Fahrtverlauf:



Die Tour startet nähe Bremen-Vegesack oben links im Kartenausschnitt. Der Wind kommt an dem aus nordöstlicher Richtung (also von oben-rechts), so dass er auf der Autobahn A27 von vorn links kommt, dann im weitern Verlauf aber auch streckenweise fast von hinten. Es folgt eine Übersicht der relevanten Daten, so wie der DataExplorer sie grafisch darstellt. Man erkennt zwei Linien, die die Geschwindigkeit über der Zeit darstellen. Die blaue Linie ist die Geschwindigkeit aus dem GPS Sensor, die grüne hingegen die angezeigte Luftgeschwindigkeit der Sonde (Airspeed).



Bezüglich Windschatten (WS) kann ich wesentliche Einflüsse nur von dem Abschnitt auf der A27 berichten, wo linkerseits das Blockland ausgewiesen ist. Danach kam es noch zu einem kurzen Rendezvous mit einem schnelleren Mercedes Kombi, der mir Windschatten spendete, dann aber davon fuhr.



Man kann schön erkennen, dass in einzelnen Abschnitten die Airspeed deutlich über der GPS-Speed liegt. das sind die Gegenwind-Passagen, wo sich die Geschwindigkeiten nahezu addieren. Besonders stark zeigt sich diese Differenz z.B. auf der A281 Hochbrücke, die deutlich aus dem Bodennahen Profil herausragt - dort ist es gleich deutlich windiger. Doch auch die Passagen mit WS lassen sich identifizieren, denn dort bleibt die Airspeed im Rahmen der GPS Speed oder leicht darunter. So einfach ist die Auswertung nicht, den die Airspeed Werte schwanken aufgrund von Böen und Turbulenzen stark. Die Daten wurden mit einer Rate von 10 Hz aufgezeichnet.

Es wird auch schnell klar, dass für eine aussagefähige Auswertung eine genaue Situationsbeschreibung vorliegen muss, neben den Wetterdaten Aussagen zum Verkehrsgeschehen und zu den Abständen zum vorausfahrenden Fahrzeug. Vermutlich ist eine mitlaufende Kamera noch das einfachste Hilfsmittel. Das ist dann etwas für weitere Versuche.

MarieCurie war so freundlich, sich der Daten anzunehmen. Sie hat erstaunliches daraus extrahieren können, doch das kann sie selbst am besten schildern.

Das ist es soweit von mir,
Martin
der_flieger
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Letzte Änderung: 17.02.2021 23:32 von Egon.Grund: Tippfehler korrigiert.
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#649543
Aw: Die Sache mit dem Windschatten 14.02.2021 00:37 - vor 3 Jahren, 2 Monaten  
Ist das ein Pitot-Sensor?

Laß' es niemanden sehen. Der Fußgängerschutz ist damit sicher nicht gewährleistet.
autogasprius_berlin
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seit 07/20 ohne Autogas und ohne Prius unterwegs
Hybrid-Historie:
Yaris Style Selection White seit 07/20
Prius II, 03/07 bis 10/20, EXE, silber, ab km-Stand 42.000 auch auf LPG, hat immerhin 382.160 km gehalten
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#649545
Aw: Die Sache mit dem Windschatten 14.02.2021 00:40 - vor 3 Jahren, 2 Monaten  
Ja und Ja, möglich.
Daher bin ich froh, eine schnell montierte Lösung gefunden zu haben. Auf der Autobahn laufen üblicherweise keine Fußgänger, und dort werde ich weitere Versuche unternehmen. Und wenn ich den Kandier auf dem Dach habe, sieht es mit dem Fußgängerschutz auch schlecht aus. Ist halt temporäre Ladung...
der_flieger
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Letzte Änderung: 14.02.2021 00:43 von der_flieger.
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#649547
Aw: Die Sache mit dem Windschatten 14.02.2021 02:05 - vor 3 Jahren, 2 Monaten  
kann das Programm auch zwei Fahrzeuge hintereinander simulieren?
RoRo
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#649566
Aw: Die Sache mit dem Windschatten 14.02.2021 09:27 - vor 3 Jahren, 2 Monaten  
@der Flieger:

Sehr geile Konstruktion!

Wenn da dumme Fragen kommen sollten, erklär den noch unwissenden du seist im Dienst der Wissenschaft unterwegs,und wenn sie unbedingt wissen wollen was das für ein Gerät ist, sollen sie den Wikipedia Artikel zum Singularitäts-Kompensator durchlesen, weil du musst jetzt instantan weiter voranschreiten auf dem Pfad der Erkenntniss...

Bin schon auf die ersten Auswertungen von MarieCurie gespannt.

O.
Optimist
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#649585
Aw: Die Sache mit dem Windschatten 14.02.2021 11:27 - vor 3 Jahren, 2 Monaten  
@RoRo:
Ich nehme an, die Frage ging an mich und bezieht sich auf das Programm openFOAM. Sicherlich kann man damit komplizierte Sachen berechnen. Ich sah einmal eine Berechnung der Windverhältnisse in einer Ansammlung von Wolkenkratzer. Fuer solche Rechnungen bedarf es aber eine enorme Rechenleistung.

Meine Kenntnis von openFOAM beschränkt sich auf einfache Tutorial-Beispiele, die ich ausprobiert und halbwegs verstanden habe, sowie einen 'Case', wie die das nennen, den ich fuer meine Fragestellungen adaptiert habe.

Weiter oben hatte ich auch schon auf den Fall des "Kolonne-Fahrens" hingewiesen und dass ich erwarte, dass der Windschatten der vorausfahrenden Fahrzeuge auch einen Einfluss auf die Fahrzeuge hinter einem haben sollte.

Ich habe mal angefange, meinen virtuellen "Windkanal" so zu verlängern, dass die Verhältnisse hinter zwei Fahrzeugen simuliert werden können. Dazu muss das Gitter, auf dem gerechnet wird, entsprechend vergrößert werden, so dass die fuer die Simulation benötigte Rechenleistung bei Weitem meine Möglichkeiten übersteigt. Mein Laptop wäre unter Ausnutzung aller Prozessoren mindestens eine Woche damit beschäftigt. Da des Aufsetzen der Simulation auch nicht "straight forward" war, jedenfalls fuer mich als openFOAM-Newbie, habe ich das aufgegeben.
ex_MarieCurie
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#649598
Aw: Die Sache mit dem Windschatten 14.02.2021 12:26 - vor 3 Jahren, 2 Monaten  
So, nun Stück für Stück zu des_Fliegers Daten. Der 6.2.21 war hier im Norden ein windiger Tag. Deshalb muss bei einer Auswertung der Daten unbedingt der Wind berücksichtigt werden. Beim Software-mäßigen Nachverfolgen der Fahrt benutze ich die historischen Wetterdaten von dev.meteostat.net.

Entlang der Strecke werden die Wetterdaten alle zwei Minuten Fahrzeit fuer die jeweils aktuelle GPS-Position abgerufen und in der Analyse benutzt. Für den Endpunkt der "Reise" erhält man folgende Daten (als Beispiel):


Rot eingerahmt sind für diese Position die Windrichtung (wdir), Windgeschwindigkeit (wspd) und Spitzengeschwindigkeit (wpgt) fuer die Zeit um den Zeitraum der Fahrt herum. Man sieht, dass im Mittel die Windrichtung, -geschwindigkeit und -spitzengeschwindigkeit in dem Zeitraum annähernd konstant waren. Das ist schon einmal gut. Der Wind kam aus ONO (~80 Grad von der Nordrichtung), mit einer mittleren Geschwindigkeit in 10 Meter über den Boden von 30 km/h, in Böen bis zu ~50 km/h.

Entlang der Strecke ergibt sich recht konstant:
Code:


Richtung:        80.11 +- 0.01 Grad
Geschwindigkeit: 29.32 +- 0.02 km/h
Böen:            50.56 +- 0.01 km/h 


Damit sind zwei wichtige Bedingungen erfüllt, die die Auswertung der Daten erleichtern: die Konstanz der mittleren Windrichtung und der mittleren Windgeschwindigkeit. Natürlich können die exakt vorherrschenden Bedingungen nicht berücksichtigt werden.

Die Windgeschwindigkeit wird fuer 10 Meter Hoehe angegeben. Auf Fahrzeughöhe bzw. der Hoehe der Messsonde ist sie wesentlich geringer und wird von der "Oberflaechenrauheit" bestimmt, d.h. wie die Umgebung aussieht. Die wird in der Analyse im Mittel als ebenfalls konstant angenommen.
ex_MarieCurie
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Letzte Änderung: 14.02.2021 12:48 von ex_MarieCurie.
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