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--- searchwing-effizienzberechnung [2018/11/25 22:25]
chrisp2
+++ searchwing-effizienzberechnung [2018/11/29 11:14] (current)
chrisp2
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 === Formeln ===
+{{ ::abkuerzungen_winddreieck.png? |}}
+{{ ::formeln_basic.png?400 |}}
+{{ ::formeln.png? |}}
 === Algorithmus ===
@@ Line 77: / Line 82: @@
 </file>
+==Berechnung der besten Effizienz==
 Eine weitere elementare Funktion ist eff_calc. Diese gibt die Geschwindigkeit und die Effizienz zurück, die mit der gegebenen Effizienzkurve möglich sind. Die Effizienz bezieht sich immer auf den windlosen Fall.
 <file matlab eff_calc.m>
@@ Line 113: / Line 121: @@
 hold on
 plot(v_a(idx_best), res_eff_best, 'marker','x');
+xlabel('airspeed/ km/h')��
+ylabel('efficiency / %')
 end
 </file>
@@ Line 120: / Line 129: @@
 {{ :v_best_durchzeichnen.png |}}
-Mit dem script .... ist es möglich die efficiency für eine Schaar aus Windgeschwindigkeiten zu ermitteln. In diesem Fall wurde eine winddirection von 180° bei einem true course von 0° gewählt (also Gegenwind). Die windspeed wurde von 1 bis 100km/h in 1km/h-Schritten variiert.
+��
+��
+��
+��
+==Effizienz bei Variation der Windgeschwindigkeit== ��
+Mit dem script Effizienzberechnung_Windspeedvariation.m ist es möglich die efficiency für eine Schaar aus Windgeschwindigkeiten zu ermitteln. In diesem Fall wurde eine winddirection von 180° bei einem true course von 0° gewählt (also Gegenwind). Die windspeed wurde von 1 bis 100km/h in 1km/h-Schritten variiert.
 <file matlab Effizienzberechnung_Windspeedvariation.m>
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+==Effizienz bei Variation der Windrichtung==
+Der Einfluss der wind direction bei konstantem windspeed lässt sich mit folgendem script darstellen.
+<file matlab Effizienzberechnung_Windspeedvariation.m>
+clear all, close all
+[v_a,interp_power] = load_aircraft_eff()
+v_w=40  ;       %windspeed in km/h
+WD=60    ;       %winddrection in °
+for TC=-180:180
+    [v_best,res_eff_best(TC+181)] = eff_calc(interp_power,v_a, TC, v_w, WD );
+end
+legend('TC von -180° bis 180°' )
+figure(2)
+plot(-180:180,res_eff_best, 'linewidth', 3);
+xlabel('windspeed/ km/h')
+ylabel('efficiency / %')
+</file>
+Die Plots ähneln dem Verlauf bei der Windgeschwindigkeitsvariation. Der windspeed ist hierfür auf 40 km/h eingestellt und die wind direction liegt bei 60°.
+{{ ::effizienzberechnung_drehung_kurve.jpeg |}}
+Beste Effizienz bei Rückenwind...keine Überraschung, aber schön zu sehen, dass das Model stimmt.
+{{ :effizienzberechnung_drehung.jpeg |}}
+<file matlab Effizienzberechnung_Flugplan.m>
+clear all, close all
+[v_a,interp_power] = load_aircraft_eff()
+% % %Interpolierte Effizienzkurve plotten
+% plot(measured_airspeed, measured_power, 'linewidth', 3)
+% hold on
+% plot(v_a, interp_power, 'linewidth', 2)
+% hold off
+% legend('Rohdaten','Interpolierte Daten','location','southeast' )
+% xlabel('airspeed/ km/h')
+% ylabel('power/ Watt')
+% ylim([0 270])
+% xlim([-40 120])
+v_w=40;      %windspeed in km/h
+WD=45;       %windangle in °
+%Track points typischer Flug
+P_x = [0 30 30.5 31   30.5 32 32 33 33 34 34 35 35 36 36 39 20];
+P_y = [0 40 35   35.6 43   40 35 34 42 40 35 37 45 44 34 35 5];
+% %Track points im Kreis
+% P_x = [0 1 2 2  1  0 -1 0];
+% P_y = [0 1 1 0 -1 -1  0 0];
+%Track points einmal hin und her
+P_x = [0 1 0 ];
+P_y = [0 0 0 ];
+trip_length=0;
+for track=1:(numel(P_x)-1)
+    %optional zum debuggen
+    %      figure(4)
+    %      h = plot([P_x(track) P_x(track+1)] , [P_y(track) P_y(track+1)], 'linewidth', 3);
+    %      hold on
+    TC=(atan2d((P_x(track+1)-P_x(track)),(P_y(track+1)-P_y(track))));
+    track_length(track)= sqrt((P_y(track+1)-P_y(track))^2+(P_x(track+1)-P_x(track))^2);
+    [v_best(track),res_eff_best(track)] = eff_calc(interp_power,v_a, TC, v_w, WD );
+    trip_length=trip_length+track_length(track);
+end
+figure(2)
+colorbar_eff=jet(200);
+trip_eff=0;
+for track=1:(numel(P_x)-1)
+    trip_eff = trip_eff + track_length(track)/trip_length*res_eff_best(track);
+    h = plot([P_x(track) P_x(track+1)] , [P_y(track) P_y(track+1)], 'linewidth', 3);
+    hold on
+    set(h, 'color', squeeze((colorbar_eff(ceil(200-res_eff_best(track)),:))));
+end
+trip_eff
+legendCell = cellstr(num2str(ceil(v_best)', 'v\\_a\\_best=%-d km/h'));
+legend([legendCell],'location', 'northwest');
+</file>
+{{ ::flugplan.png |}}
+trip_eff = 105.8751 ....wie kann das sein? Liegt es am Pfad? Wie kann man besser sein, als ohne Wind?
+Neuer Flugplan: 1 nach Ost und dann wieder 1 nach West bei Westwind
+Ergebnis: trip_eff = 107.4352
+Gleicher Flugplan bei v_w=44;
+Ergebnis: trip_eff = 110.0722
+v_w=50;
+Ergebnis: trip_eff = 78.3424
+Das schreit doch nach einer weiteren Variation. Also bei Seitenwind kommt das gleiche raus wie oben bei der Windvariation bei TC=90°. Aber was kommt raus, wenn der Wind bei Hin- und Rückflug mal von vorne und mal von hinten kommt, wenn man die Geschwindigkeit auf die beste Effizienz anpasst?
+{{ ::effizienzberechnung_windspeedvariation_hinundrueckflug.jpeg |}}
+Kaum zu glauben, es gibt wohl echt ein Fenster, in dem man effizienter fliegt, wenn es Wind gibt.
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   *
 ==== Abschätzung des Effizienzvorteils durch die Implementierung ====
+Am naheliegensten ist die Betrachtung eines typischen Suchflugs bei typischen Windbedingungen. Dafür wird zunächst der vereinfachte Flugplan von oben verwendet mit einem etwas über dem Durschnitt liegenden Meerwind von 6bft (also ~44km/h). Das framework gibt die Effizienz im Bezug zu Windlosigkeit an. Wir würden gerne die Effizienz im Bezug zu Effizienz ohne optimierter Fluggeschwindigkeit ermitteln.
+{{ ::effizienzvergleich_windspeedvariation_flugplan.jpeg? |}}
+Zu beachten: Durch Variation der Groundspeed, verändert sich auch das Zeitinterval für den Fotoauslöser! (alternativ kann er auch auf den maximalen Groundspeed eingestellt werden.)

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