Es ist mal wieder Zeit für ein kleines Update zum AeroPod. In den letzten Wochen habe ich den AP bei vielen Trainingsfahrten mitlaufen lassen. Die Ergebnisse zeigen immer in die gleiche Richtung.
Die kurze Zusammenfassung lautet:
a) ich bin von den Sensoren absolut begeistert und
b) ich traue den CdA Werten nicht über den Weg.
In der angefügten Grafik sind die CdA Werte aus mehreren Testfahrten. Auf der X-Achse ist das Datum der Testfahrten angegeben. Auf der Y-Achse ist der CdA Wert zu den Testfahrten. Rote Kreise zeigen den CdA Wert, der vom AeroPod berechnet wurde. Schwarze Kreuze zeigen den CdA Wert, den ich selber berechnet habe. Bei meinen Berechnungen habe ich verschiedene Korrekturen an den Rohdaten vorgenommen. Hierbei habe ich hauptsächlich für Sensordrift und hochfrequentes Rauschen korrigiert. An den verschiedenen Tagen bin ich mit teilweise anderem Material gefahren, so dass Unterschiede zwischen den Trainingstagen auftreten sollten. Innerhalb eines Tages habe ich weder Material noch Sitzposition gewechselt, so dass eigentlich alle Fahrten eines Tages den gleichen CdA Wert zeigen sollten.
In dieser Grafik wird deutlich, dass meine Berechnungen deutlich näher beieinander liegen als die vom AP berechneten werte. Das spricht dafür, dass meine Korrekturen hilfreich waren. Mitte August hatte der AP an einem Tag keine CdA Werte berechnet. Die Sensordaten wurden aber wie üblich mitgeschrieben. Am Tag danach funktionierte der AP wieder normal.
Einde August ist ein Trainingstag, an dem ich die Teststrecke 5x gefahren bin. Hier fällt auf, dass die letzten beiden Fahrten deutlich geringere CdA Werte zeigen. Zuerst habe ich das für ein Artefakt der Berechnung gehalten, da ich diese Fahrten mit weniger Watt gefahren bin. In späteren Analysen ist jedoch deutlich geworden, dass überholende Autos den von mir berechneten CdA Wert stark nach oben schieben. Die ersten drei Fahrten waren im Berufsverkehr, bei den letzten beiden Fahrten waren dagegen schon etwas später am Tag und damit auch von weniger Autos gestört.
Momentan glaube ich, dass weder meine CdA Werte noch die CdA Werte vom AeroPod richtig sind. In beiden Berechnungen stecken Annahmen, die bei meinen Testfahrten nicht erfüllt waren. Für meine eigenen Berechnungen kenne ich die Annahmen, für die Berechnungen des AeroPods kenne ich die Annahmen leider nicht. Die extrem hohe Wiederholungsgenauigkeit, die sich unter gleichen Bedingungen in meinen Berechnungen zeigt, lässt mich aber hoffen, dass ich unter wiederholbaren Bedingungen auch gute CdA Berechnungen vornehmen kann. Über den Winter schaffe ich es vielleicht, auf einer Outdoor-Bahn oder einer ruhigen Landstraße zu testen. Die Ergebnisse werde ich dann wieder posten.
Bis jetzt habe ich in meinen Analysen zwei Haupterkenntnisse gewonnen:
1) der Wind auf Radfahrerhöhe entspricht nicht dem Wind, der im Wetterbericht genannt wird. Während ich die Windrichtung sehr gut mit dem AeroPod reproduzieren kann, komme ich auf deutlich geringere Windstärken. I. d. R. messe ich 30% bis 50% der angesagten Windstärke. Das heißt auch, dass meine Yaw Winkel kleiner sind, als ich es laut Wetterbericht vermuten würde.
2) Der Wind der einen Radfahrer erreicht, ist sehr turbulent. Auf der Straße gibt es keine laminare Strömung, wie sie im Windkanal gemessen wird, sondern eine turbulente Strömung. In turbulenten Umgebungen reißen Strömungen viel früher ab als bei laminarer Strömung. Das heißt, dass man alle schönen Grafiken vergessen kann, die zeigen, dass bei 15-20° Anströmwinkel hohe Profile oder Scheibenräder schieben. Vermutlich reißt die Strömung schon bei 10° ab und der schöne Segeleffekt ist dahin. In der Realität müssten die Laufräder besonders schnell sein, die bei turbulenter Strömung erst sehr spät einen Strömungsabriss zeigen.
Interessante Beobachtungen! Bestätigt meine Vermutung, dass die Berechnungen zu viele Annahmen treffen müssen, die die Atmosphäre in der Hinsicht nicht erfüllt.
Zitat:
Zitat von hein
Bis jetzt habe ich in meinen Analysen zwei Haupterkenntnisse gewonnen:
1) der Wind auf Radfahrerhöhe entspricht nicht dem Wind, der im Wetterbericht genannt wird. Während ich die Windrichtung sehr gut mit dem AeroPod reproduzieren kann, komme ich auf deutlich geringere Windstärken. I. d. R. messe ich 30% bis 50% der angesagten Windstärke. Das heißt auch, dass meine Yaw Winkel kleiner sind, als ich es laut Wetterbericht vermuten würde.
Modellwinde werden i.A. für eine Höhe von 10m berechnet. In dieser Höhe wird auch bei offiziellen Stationen gemessen. Für Wetterbeobachter gilt die Faustregel: Wind in 2m*1,3 entspricht dem Wert in 10m Höhe (wird allerdings nur bei Ausfall der automatischen Messung so durchgeführt). In der Modellvorstellung dreht der Wind mit der Höhe nach rechts. Der Effekt ist auf 10m allerdings sehr klein und wird von anderen Effekten (v.a. Reibung) überlagert.
Weshalb vermutlich der Trend zu erkennen ist, dass wieder mehr Trispokes etc gefahren werden, von denen man schon immer sagte, dass sie bei eher kleinen Winkeln gut sind.
Modellwinde werden i.A. für eine Höhe von 10m berechnet. In dieser Höhe wird auch bei offiziellen Stationen gemessen. Für Wetterbeobachter gilt die Faustregel: Wind in 2m*1,3 entspricht dem Wert in 10m Höhe
Vermutlich ist die Faustregel nur bei einer bestimmten Bebauung einigermaßen korrekt. Häuser, Bäume oder Hecken in direkter Umgebung müssten den Multiplikator verändern. Weiter sollte der Zusammenhang von Wind zu Höhe nicht linear sein und grade in Bodenhöhe stark von einem linearen Zusammenhang abweichen. Das heißt, dass der Multiplikator auf 1,20 Metern anders als auf 2 Metern aussehen müsste.
Ich lerne aus der ganzen Geschichte, dass der relevante Wind für einen Radfahrer schwächer ist und dass man eine gute Streckenkenntnis braucht, um den tatsächlich erwartbaren Wind einigermaßen einschätzen zu können.
Ich bekomme langsam ein Gefühl dafür, warum die vom AeroPod berechneten CdA Werte manchmal stark schwanken. Grund hierfür könnte der Steigungssensor sein. Auf der einen Seite ist der Steigungssensor sehr genau. Durch diesen Sensor werden auch kleinste Wellen gemessen, die der barometrische Höhensensor nicht erfasst. Diese kleinen Wellen sind aber wichtig für die gefahrene Geschwindigkeit.
Alle meine Versuche, den CdA Wert mit barometrischer Höhe zu bestimmen haben stärker geschwankt als die Versuche, die über den Steigungssensor laufen.
Der Steigungssensor leidet aber unter dem Problem, dass er eine recht starke Sensordrift entwickeln kann.
Unten sind vier Grafiken angefügt. Dort habe ich die Höhe aus dem Steigungssensor zurückgerechnet. Dabei wurde der Startpunkt auf 0 gesetzt. In der ersten Grafik wird die Strecke bis zum Wendepunkt gezeigt. In der zweiten Grafik der Rückweg vom Wendepunkt bis zum Startpunkt. In der dritten Grafik sind die ersten beiden Grafiken übereinandergelegt und zusätzlich eine mittlere Höhe, die sich aus Hin- und Rückweg ergibt. Diese mittlere Höhe habe ich in die bereits vorher gepostete mittlere CdA Grafik eingefügt.
Hierdurch ist die empirische Standardabweichung von zwei Fahrten unter gleichen Bedingungen auf 0,00044 gesunken. Eine Standardabweichung von CdA=0,00044 bedeutet, dass bei zwei Fahrten ein gemessener Unterschied von CdA>0.003 signifikant wird.
Für aussagefähige Aero Tests halte ich die Teststrecke trotzdem nicht für geeignet. So lange ich nur spekulieren kann, warum die beiden langsameren Fahrten am 23. August so geringe CdA Werte erzeugt haben, bleibe ich misstrausch.
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