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
McLaren absolvoval dvoudenní testování pneumatik pro mokré podmínky, které byly vyvinuty pro specifikace roku 2026, na okruhu Paula Ricarda.
Ferrari odpočítává dny do představení svého nového monopostu SF-25. Slavnostní odhalení proběhne 19. února po londýnské show F1, která představí vizuální stránku vozů a hlavní aktéry sezóny 2025. Název modelu 677 tak dnes tým z Maranella oficiálně potvrdil. Informoval web AutoRacer.it.
Lewis Hamilton během svého druhého dne testování Ferrari ve středu havaroval, když narazil do bariér. Incident naštěstí nezpůsobil žádné zranění, ale pravděpodobně to narušilo jeho přípravy na nadcházející debut.
Lewis Hamilton se chystá na novou kapitolu v kariéře u Ferrari, což vzbuzuje otázky o jeho schopnostech a šancích na vrchol. Jak se dokáže přizpůsobit novému týmu, který stále usiluje o návrat k dominantní formě? A co od něj mohou očekávat fanoušci Scuderie?
Ferrari si na Katalánském okruhu naplánovalo tři dny testování. Zatímco včera a dnes testují hlavní závodní jezdci, zítra se za volant vozu posadí rezervní piloti Antonio Giovinazzi a Dino Beganovic, jak uvádí web Autoracer.it.
Lewis Hamilton zažil včera svůj první neúspěch za volantem Ferrari během soukromého testu v Barceloně. Sedminásobný mistr světa naštěstí vyvázl z havárie bez zranění, ale vůz utrpěl poškození předního křídla a zavěšení po kontaktu se svodidly.
Lewis Hamilton zažil dramatický moment při testování s Ferrari na okruhu v Barceloně, kde během druhého dne tréninkových jízd havaroval. Britský pilot se snaží co nejrychleji adaptovat na nové prostředí svého nového týmu ve Formuli 1, incident však naznačuje, že přechod nebude úplně bez komplikací.
Johnny Herbert, bývalý jezdec F1, už nebude v roce 2025 působit jako sportovní komisař během závodů. FIA rozhodla, že jeho role v médiích je v konfliktu s touto funkcí. Herbert se dostal do centra pozornosti po kontroverzních penalizacích na GP Mexika, které kritizovali Max a Jos Verstappenovi.
Osmnáctiletý Andrea Kimi Antonelli, budoucí hvězda Formule 1, už může oficiálně na silnice. Mladý Ital, který v sezóně 2025 nahradí Lewise Hamiltona u Mercedesu, úspěšně složil zkoušky na řidičský průkaz. Svůj debut v F1 si odbude už při Velké ceně Austrálie.
Sedminásobný mistr světa Lewis Hamilton se v lednu podruhé setkal s monopostem Ferrari F1, když si vyzkoušel jízdu s modelem roku 2023 na okruhu Circuit de Barcelona-Catalunya.
Lewis Hamilton, jak jistě všichni fanoušci F1NEWS.cz již vědí, přechází do Ferrari pro sezónu 2025 Formule 1, což vyvolává velkou pozornost veřejnosti. Jde o novou etapu jeho kariéry, kterou odstartuje Velká cena Austrálie od 14. do 16. března 2025.
Sezóna F1 2025 odstartuje netradičně, když všech 10 týmů představí svá nová zbarvení vozů společně během jedinečného večera v londýnské O2 Areně. Tato historická událost slibuje přilákat pozornost fanoušků z celého světa. Víme, kdy se tato událost odehraje.