dag Mike,

Dit soort dingen bereken je niet, da's nagenoeg onmogelijk, dit modelleer je met behoorlijk dure simulatiesoftware op het gebied van hydrodynamica. Werk voor de TU-Delft of gespecialiseerde ingenieursbureaus 

Helaas, ik denk niet dat iemand hier je met zoiets enigszins zinnig op weg kan helpen.

Groet, Jan

Hallo Jan,

Dat begrijp ik, maar dat wordt een duur verhaal. Is het voor de bepaling van een worst-case scenario niet mogelijk om:

het net als een gesloten vlak van 10m2 dat in water staat te benaderen en daar die stroming op los te laten (een vlak van 1m breed en 10m hoog). Dat moet een stuk eenvoudiger zijn, maar hoe doe je dat dan? Is dat een mogelijkheid?

Met vriendelijke groeten,

Mike

Heel grof zou dit zijn door de fractie van het "dichte oppervlak" van het net te bepalen tov het hele net. Dan te kijken hoeveel liter (massa) water per seconde door het net stroomt. De fractie x massa wordt door het net tegengehouden en verliest zijn snelheid (Δv = v_eind - v_begin = - v_begin) en de kracht die het daarmee uitoefent is F = m.a = m.Δv/Δt = - m. v_begin . Die totale kracht wordt idealiter dan door de vier hoekpunten geleverd.

Dank Theo, maar als je voor het worst-case scenario er vanuit gaat dat het net totaal is dichtgeslibt, kun je dan F=m.a gebruiken? Wat levert dat aan totale kracht op bij een debiet van 450m3/s (uiteindelijk delen door 4 voor de hoekpunten lijkt me).

Met vriendelijke groeten,

Mike

Als het helemaal dichtslipt dan zal de druk (=F/A) waarmee het water tegen het net drukt de totale kracht bepalen en ongetwijfeld zal dan OF het water tot stilstand komen onder hoge druk (vgl druk op een bodem door vertikale kolom water - nu is de kracht horizontaal en extern op het water aangebracht) waarbij het net deze kracht weerstaat OF het net knapt. De druk zal verband houden met de kracht die het water met 450 m³/s voortduwt maar nu wordt geblokkeerd.

Eenvoud in dit soort situaties kan tot ongelukkken leiden, en ik geef dan ook geen enkele garantie voor het nu volgende:

Eenvoudig:
Fw=½·ρ·Cw·A·v²
ρ : dichtheid vloeistof in kg/m³
Cw: weerstandscoëfficiënt, voor een vlakke plaat loodrecht op de stroomrichting ca. 2
A: oppervlak van de plaat
v: de snelheid van de vloeistof in m/s. 

voor jouw plaat (10m²) in water dat stroomt aan 45 m/s (snelheid van die 450 m³/s door een doorsnede van 10 m²) zou dat dus neerkomen op
½ x 1000 x 2 x 10 x 45² = 20 000 000 N.  (20 MN)
Of die Cw voor grote vlakke platen blijft gelden weet ik niet, die Cw-waarde is empirisch bepaald en zal allicht voor niet te idioot grote (laboratoriumschaal) platen gelden, maar ik kan me voor grote platen significante afwijkingen voorstellen.  

Dus de factor dat bovenstaande waarde ernaast kan zitten zal vast veel groter kunnen zijn dan 2 (zowel naar boven als naar onder). Verder is een net geen plaat , en kan het dus best zijn dat aan bovenstaande geen enkele zinnige waarde kan worden toegekend. Rond al die draadjes ontstaat een vreselijk turbulente stroming waardoor een net best eens een even grote Cw zou kunnen hebben als een gladde vlakke plaat.

NB: een debiet van 450 m³/s door een doorsnede van 10 m², en dus een stroomsnelheid van 45 m/s? 162 km/h??  Weet je dat zeker?? Hangt dat net in een massieve waterval??

Groet, Jan

Mike,

Het is me niet geheel duidelijk wat je met dit net wil doen. Zoals Jan al aangeeft is 45m/s een erg grote stroomsnelheid! Gaat je volledige debiet door het net? Wat is het doel van het net? Net als Jan geef ik geen garanties, maar ik zal een poging wagen je in de juiste richting te wijzen.

Het probleem wat je voorstelt is niet uniek (denk aan vissersboten, etc), dus er zullen mogelijk oplossingen zijn die publiek toegankelijk zijn. Een snelle zoektocht op google levert dit op: http://www.scotland.gov.uk/Uploads/Documents/SFWP782.pdf
Misschien niet helemaal wat je zoekt, maar het is een startpunt.

Let wel op dat vissersboten een _relatief_ zeer klein net hebben ten opzichte van de zee, water kan er makkelijk omheen stromen. Als (vrijwel) je volledige debiet door het net moet is dat niet meteen vergelijkbaar. Dit geldt ook voor de Cw waarde die Jan noemt voor een vlakke plaat: deze waarde zal bepaald zijn in een relatief grote omgeving waar het fluidum erlangs kan stromen en dit is niet representatief voor een (bijna) volledig geblokkeerde stroming.

Wees dus specifiek in je probleemstelling, en kijk eens rond of er misschien een oplossing al is. Het zou me niets verbazen als een fabrikant van een net hier een redelijk antwoord op kan geven. Ook zou het kunnen dat hier vanuit de overheid of bouwindustrie normen voor zijn.

Succes in ieder geval.

JV

@jan van der Velde, zelf zit ik met drijvende pontons. Daar kan ik de door u opgegeven formule dus wel voor gebruiken?

Dan heb ik Fw=1/2 * 1.000 * 2 * 0.91 * 2.22^2. Met als uitkomst 4.484 Newton / 9,81 = 457 kilogram. 

Bovenstaand is 1 ponton. Ik heb er nog twee naast liggen dus dat wordt 1.371 kilogram. 

Dag Jasper,

Voor een orde-van-grootteberekening is die formule wel bruikbaar ja. Maar een en ander zal dan wel meevallen, want een ponton is geen vlakke plaat, de Cw-waarde zal vast en zeker een stuk lager liggen. Ook als dat gewoon een rechthoekige drijvende bak is  heeft kun je die factor al in de buurt van de 1 nemen. Een dikke 2000 N per ponton zal dus dichter in de buurt komen, als die pontons tenminste een eindje uit elkaar liggen en de stroom ook voldoende diep onder de pontons door kan. 

Waarom reken je trouwens die krachten om naar kilogrammen? 

Groet, Jan

Dank je voor de snelle reactie. Het komt eruit te zien zoals te zien is op http://bluehabitats.nl/http/-/www-bluehabitats-nl/projects/.


Er zal 30 -50 cm doorstroming zijn onder de pontons. Maar tussenin komen panelen te hangen waarop begroeiing komt. Ik heb dus opzettelijk die twee aangehouden en voor de veiligheid er zelfs drie van gemaakt.

Waarom ik er kilo's van maak? Omdat dat mij veel meer zegt. Ik ben geen natuurkundige al heb ik er wel redelijk wat mee gedaan maar dit spreekt mij meer tot de verbeelding.

hmm, dan gaan die pontons dus als één geheel een redelijk deel van de doorsnee van de stroom blokkeren. Dan hebben we niet meer alleen te maken met simpele stromingsweerstand, maar verwacht ik ook nog wel een blokkeringseffect, een wat hogere waterstand voor de ponton dan erna. 
En ook nog een verwachte stromingssnelheid langs die pontons die beduidend groter gaat zijn dan in een ongehinderde stroom. 
En ook, die pontons zijn geen bootjes met gladde huid zoals ik me een ponton voorstel, maar dat ziet eruit als een soort drijvende gaasbak met planten, erg ruw van buiten dus. 

 Ik ga hier verder niet aan rekenen, behalve met een serieus fluidodynamisch simulatieprogramma (en over zoiets beschik ik niet) wordt dat alleen maar een zinloze slag in de lucht. Dit is geen werk voor een simpele formule als Fw=½·ρ·Cw·A·v².

Sorry, Jan

Oké jammer, maar in ieder geval dank voor de moeite!