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SEGEL DESIGN

North Sails hat 1977 damit begonnen, seine eigene Computer-Software für das Segeldesign zu verwenden. 1979 hat North 'Computational Fluid Dynamics'-Programme (CFD oder Aerodynamische Leistungsanalyse) entwickelt, um die Effizienz von Segeln zu ermitteln, sowie 'Finite Element Analysis' (FEA oder Strukturanalyse-Software), um die Profile von gesetzten Segeln zu ermitteln. Diese Programme bildeten die Grundsteine für die heutige North Sails Design-Suite, die am weitesten entwickelte Software-Umgebung in der Segelmacher-Industrie. Jedes einzelne North-Segel wird mit denselben Design- und Analyse-Tools entwickelt wie sie bei den Projekten des America's Cup und des Volvo Ocean Race eingesetzt werden.
Die Design-Umgebung bringt ein beispielloses Maß an Leistung und Flexibilität in die Analyse von Segeln und Rigg. Jedes spezialisierte Programm kann sich über eine Schnittstelle mit anderen Programmen der Umgebung verbinden. Damit wird den North-Technikern und Segeldesignern ermöglicht, ein Boot virtuell in einer unbegrenzten Anzahl von unterschiedlichen Konditionen zu segeln und zu testen, bevor ein Segel konstruiert wird. Der Vorteil hieraus ist ein geringerer Zeitaufwand bei der Abstimmung und Bearbeitung nach Inbetriebnahme.


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1) Desman

In ‚Desman’ wird ein komplettes Modell des Riggs in einer dreidimensionalen Umgebung entwickelt. Es ist das Basisgerüst der North Sails Software-Suite. In Desman können wir alle Befestigungspunkte des Riggs an Deck, die Mastgröße, die Verstellpositionen, Trimm-Punkte etc. definieren. Das als Modell entworfene Segel-/ Rigg-System bezieht die mechanischen Eigenschaften des Riggs und des laufenden Guts ebenso mit ein wie Trägheitsmomente, die Bereiche der Segel und Spiere, die Materialsteifigkeit und den Dehnungswiderstand. Diese Informationen dienen dazu, in ‚Membrain’ (Erläuterung folgt weiter unten) die Deformation der Segel und des stehenden und laufenden Gutes unter Last zu ermitteln, bis hin zum Recken der Schoten und Fallen.


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2) Spine & Spiral

Spiral’ dient zunächst dazu, das dreidimensionale Profil des Segels als ‚geformte' Oberfläche zu definieren, ohne dabei Winddruck oder Lasten zu berücksichtigen. Die akkurate Abstimmung aller Aspekte des Segelprofils erlaubt es, das gesamte Spektrum der Segel abzudecken, Großsegel, Genua, Fock und asymmetrische Spinnaker. Zusätzlich zum Segelformat können die Kanten und die Form der 3D-Segel sowohl auf der horizontalen als auch auf der vertikalen Achse angepasst werden.


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3) Flow

In ‚Flow 2006’ fließt Luft über das Segel und produziert eine Abbildung des jeweiligen Drucks auf der Oberfläche des Segels. Der Druck variiert auf der Oberfläche abhängig von der Größe, der Form der Segel und den Konditionen des Luftstroms. Dieses Druckfeld wird dann direkt an Membrain für die Finite-Element-Methode (FEM) übermittelt. Flow 2006 liefert auch Angaben über die von Segeln produzierten Kräfte. Deshalb kann die Software auch verwendet werden, um die Kräfte und Faktoren zu ermitteln, die von North Sails VPP oder anderer VPP-Software zur Segel-Performance-Analyse eingesetzt werden.

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4) Membrain

‚Membrain’ verwendet die Segelprofile aus dem Desman-Modell und den Druckdaten aus Flow und setzt den Druck bei der Segel-Rigg-Kombination an, wobei Mast und Segel als eine allein stehende Einheitsstruktur verbogen werden. Beim Verformen der Struktur verändert sich das Profil des Segels und Membrain verbindet sich wieder mit Flow, um die Daten für neue Druckfelder für die neu geformte Oberfläche zu erhalten. Somit wird die Form des Segels erneut verändert. Dieser Prozess wird so lange wiederholt, bis eine Konvergenz zwischen dem Druck und der Rigg- und Segel-Deformation erzielt wurde.


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5) VPP and HullVPP

Während des letzten America’s Cup hat das VPP-Programm (Velocity Prediction Program - ein Programm zur Bestimmung der Geschwindigkeitsentwicklung) von North hydrodynamische Daten der verschiedenen Teams verwendet (Tests im Wasserbecken und CFD-Durchläufe; CFD = computergestützte Strömungssimulation), um die Segelprofile und –formate für jedes Schiff zu optimieren. Um dieses Verfahren auch bei anderen Bootstypen ohne den Einsatz von Testläufen im Wasserbecken und teure CFD-Simulationen anzuwenden, hat North ‚HullVPP’ entwickelt. HullVPP wurde von North-Ingenieur Michael Richelsen entwickelt und errechnet die hydrodynamischen Kräfte für ein spezielles Schiff, indem es eine 3D-Datei der Oberfläche von Rumpf und Aufsätzen verwendet. Diese Rumpf-Kräfte werden dann von North VPP mit den Segel-Kräften aus Flow, Membrain und dem virtuellen Windkanal zusammengeführt. Das Ergebnis ist, dass das Segeldesign auf ein spezielles Schiff in speziellen Wetterbedingungen (Wind und Seegang) zugeschnitten werden kann. Kein anderer Segelmacher kann dies auch nur annähernd so genau.