Anglickou zkratku CFD často používáme ve svých technických článcích či při zmínkách o aerodynamickém vývoji. V současné době, kdy jsou omezeny testy ve větrných tunelech, stoupá význam počítačových simulací. Co znamená ona zkratka a jaké má využití ve světě Formule 1?
CFD je zkratka anglického výrazu Computational Fluid Dynamics, což bychom mohli do češtiny s jistým nádechem krkolomnosti přeložit jako "počítačová dynamika tekutin." Jedná se o počítačovou simulaci s využitím specializovaného softwaru, který umožňuje konstruktérům simulovat a analyzovat aerodynamické vlastnosti jednotlivých dílů ještě před tím, než jsou vyrobeny. Zjednodušeně si CFD můžete představit jako "aerodynamický tunel v počítači."
Formule 1 se vyznačuje neúnavnou honbou za výkonností. Při technických pravidlech, jež jsou v současnosti v platnosti, je aerodynamika klíčovou oblastí pro zisk cenných desetinek v časech na kolo. Aerodynamicky vývoj byl tradičně záležitostí větrných tunelů, díky neustálému nárustu výpočetních kapacit se CFD velmi rychle stalo základním nástrojem všech týmů. Do letošního šampionátu zasáhl dokonce v historii vůbec poprvé tým (Virgin Racing), který svůj monopost vyvíjí díky CFD výlučně na počítačích, bez využití aero-tunelu.
Pro korektní modelování fyzikálních dějů spojených s prouděním tekutin se vychází ze tří základních principů: ze zachování hmotnosti, ze vztahu působení vnějších sil na proudění a ze zachování energie při proudění. Takže na základě fyzikálního a matematického modelu je možné detailně řešit proudění vzduchu kolem různě složitých tvarů formulí.
Obrázky koláže: Mercedes GP
Výchozím bodem CFD simulace je CAD model monopostu (1), který je následně rozložen na spoustu drobných trojúhelníků, které zabírají pouze pár čtverečních milimetrů. Dochází tím k vytvoření síťového (mesh) modelu povrchu auta (2). Jakmile je geometrie vozu rozbita na miliony drobných prvků, podobným procesem projde vzduch obklopující monopost, čímž vznikne objemový "mesh" model.
Výsledný model se pak nahraje do super-počítače (3), kde jej sofistikovaný program (CFD řešitel) převede na systém parciálních diferenciálních rovnic, na tzv. Navierovy-Stokesovy rovnice (4), které poté propočítá proudění vzduchu kolem monopostu s neuvěřitelnou přesností. Pro účely další interpretace pomocí počítačů (5) tím vznikne až miliarda číselných údajů.
Z tohoto CFD řešení dokážou konstruktéři získat obrovské množství informací. Zahrnují základní věci jako jsou aerodynamické síly působící na vůz (vztlak, přítlak, odpor, vyvážení sil), ale také úžasné vizuální ztvárnění, z něhož poznají přesné vlastností vzduchu proudícího kolem různých části monopostu.
Právě schopnost vizualizace průtoku je obzvlášť silným nástrojem, protože konstruktérům pomáhá porozumět aerodynamice auta tak, jak by toho pouze díky aerodynamickému tunelu nebyli schopni. Pečlivě na počítačích studují vrstevnicové mapy povrchového tlaku, sledují proudnice vzduchu a analyzují mapy rychlostí jeho průtoku kolem monopostu, díky čemuž mohou zvyšovat aerodynamickou efektivitu vozu.
Zdroj: BMW Sauber F1
Výhody CFDPočítačová dynamika tekutin má v porovnání s případným experimentálním měřením v aerodynamických tunelech několik výhod:
1) Významně redukuje čas potřebný pro výzkum a vývoj - v minulém článku jsem se například zmiňoval o tom, že Renault k devátému závodu přivezl již osmou odlišnou verzi předního křídla (mj. jeho údajně již 42. iteraci). To by bylo ještě před pár lety absolutně nemyslitelné. Týmy nové díly představily 2 x - 3 x za sezónu - nyní vozí nové díly na každý závod, svůj vůz přizpůsobují "na zakázku" každému okruhu.
2) Nahrazuje finančně nejnáročnější nebo z různých důvodů nerealizovatelná testování skutečného modelu - testy během sezóny jsou zakázány, hodiny v aerodynamických tunelech drasticky omezeny. Týmy díky CFD přesto mohou vyvíjen nové díly (popř. celé vozy).
3) Spotřebuje méně energie, než které je potřeba pro provoz aerodynamický tunelů - byť spotřeba super-počítačů o několika tisících procesorech je vysoká, je přesto mnohem nižší než spotřeba tunelů při provozu a z jejich stoupající efektivitou stále klesá a přispívá k "zelenější" F1.
Další odkazy:2. díl: CFD a jeho praktické využití v F13. díl: CFD - Přesnost, časová náročnost a věci, které nelze modelovat v aero-tunelu
George Russell připustil, že by se v budoucnu nebránil spolupráci s Maxem Verstappenem ve Formuli 1 i ve vytrvalostních závodech, jako je 24h Nürburgring. Přestože mezi nimi panuje napětí, Russell zdůraznil, že chce závodit s nejlepšími.
Aston Martin před GP Monaka představil speciální jednorázové zbarvení monopostu s iridescentním povrchem, který během víkendu mění odstíny. Design vznikl s partnerem Maaden a symbolizuje přeměnu surovin v technologie. Změny se týkají i kombinéz a vybavení týmu.
FIA před Velkou cenou Monaka upravila pravidla nočního zákazu práce týmů a zkrátila tzv. curfew o tři hodiny pro šest členů zodpovědných za práci s pneumatikami. Důvodem jsou specifické logistické podmínky městského okruhu. Zároveň došlo ke změně v systému předjíždění – „Straight Mode“ nebude v Monaku k dispozici, jezdcům zůstává pouze „Overtake Mode“.
Charles Leclerc prodloužil smlouvu s Ferrari a zůstává v týmu na další sezony. Ukončil spekulace o odchodu a potvrdil, že chce s Ferrari bojovat o titul. Stáj ho považuje za klíčovou postavu budoucnosti.
FIA uzavřela technickou mezeru v pravidlech F1 týkající se kompresního poměru pohonných jednotek. Nová úprava vstupuje v platnost od Velké ceny Monaka, která bude prvním závodem podle zpřísněných pravidel. Změna reaguje na podezření z využití nejasností pravidel ze strany Mercedesu.
Lando Norris a šéf McLarenu Andrea Stella se shodují, že Ferrari bude patřit mezi hlavní favority Velké ceny Monaka. Italský tým má podle nich výraznou výhodu v pomalých zatáčkách a technických pasážích, které rozhodují na městském okruhu v Monte Carlu, zatímco McLaren věří v vlastní šanci.
Kimi Antonelli pokračuje ve výjimečné sezoně ve a potvrzuje status jednoho z největších talentů současnosti. Připouští, že budoucnost ve Ferrari nevylučuje, ale jeho prioritou je nyní Mercedes, kterému chce přinést úspěchy a naplno využít jeho důvěru.
Lewis Hamilton po silném výsledku na Velké ceně Kanady uvedl, že pravděpodobně už nebude využívat simulátor Ferrari při přípravě na závody. Sedminásobný mistr světa vysvětluje, že mu tento nástroj nepřináší vždy očekávaný přínos, protože chování vozu ve virtuálním prostředí se liší od reality na trati.
McLaren si při Velké ceně Monaka připomene jeden z nejvýznamnějších milníků ve své historii. Britská stáj představila speciální výroční zbarvení monopostu, kterým oslaví dlouholetou přítomnost ve Formuli 1. Symbolické je, že oslavy proběhnou právě v Monaku, kde tým před desítkami let absolvoval svůj první závod v královně motorsportu.
Odstoupení George Russella z Velké ceny Kanady mohlo podle všeho Mercedesu ušetřit potenciálně krizový scénář v rámci týmové dynamiky mezi ním a Kimim Antonellim. Souboj o vedení byl velmi těsný a situace mohla vyústit v nehodu.
Cadillac po analýze potvrdil, že rozumí příčině poruchy zavěšení Sergia Péreze v Kanadě a problém už odstranil. Šéf týmu Graeme Lowdon uvedl, že incident vypadal dramatičtěji, než ve skutečnosti byl, a odmítl spekulace o jezdeckých změnách i obavy směrem k Monaku.
Max Verstappen v roce 2026 neplánuje další vytrvalostní závody, ale nevylučuje start v 24h Daytoně 2027. Fanoušci jeho účast ve velké většině podporují. Zatím jde jen o úvahy, které mohou ovlivnit jeho program vedle Formule 1 a další plány mimo šampionát.