CFD - 3. ČÁST; V minulých dvou dílech jsme si vysvětlili, co je CFD, jaké má využití v F1 a jaké poskytuje výhody. Dnes se podíváme na to, jak je časově náročné a jakou úlohu sehrál přesunu výfuků k podlaze - jak to po vzoru Red Bullu letos učinily všechny top týmy.
CFD nebo aerodynamický tunel - co se používá nejdříve?Obvykle se nejprve začíná s CFD. Týmy zkoušejí nové myšlenky, koncepty a směry v CFD. Když vypadají dobře, jdou s nimi do aero-tunelu. Tam přicházejí s větším pochopením toho, co tyto komponenty dělají, takže z nich můžou získat co největší užitek.
Jak přesné je CFD?Co se týče přesnosti CFD, má stále samozřejmě svá omezení. Občas se stává, že se něco zdá v CFD velmi slibné, při testech v tunelu už to ale tak dobře potom nevypadá. CFD není tak přesné jako aero-tunel, protože týmy při výpočtech pracuje s určitými předpoklady, jak proudí vzduch kolem vozu, jeho matematickým napodobením, které navíc musí umožnit řešit CFD modely v rozumném čase. U předních křídel je třeba například rychle projít stovky různých iterací, což může být i při výkonu dnešních super-počítačů velmi náročné.
CFD tedy poskytuje týmům mnohem více informací než aero-tunel. Ve virtuálním světě umožňuje vizualizaci proudění vzduchu kolem monopostu, což v aero-tunelu vidět nelze. Na druhou stranu není tak přesné (fyzikální zákony v reálu), proto se používají oba nástroje, které se vzájemně velmi dobře doplňují.
Vizualizace výsledků aneb jak umožňuje CFD vidět proudění vzduchu (zdroj: Renault F1)
Jediný Virgin používá kvůli nižšímu rozpočtu pouze CFD, což se odráží na jejich výkonech (pomalejší už je pouze HRT, to ale vůz během sezóny vůbec nevyvíjí). Šéfka aerodynamiky Lotusu Marianne Hinsonová mi v rozhovoru minulý týden potvrdila, že ještě rozhodně nenastal čas pro navrhování vozu pouze pomocí CFD.
Jak dlouho trvá CFD simulace?Ukážeme si to na příkladu předního křídla, které má největší vliv na proudění vzduchu kolem vozu a týmy mu proto věnují velkou pozornost. Aerodynamik v CFD nejprve navrhne nový tvar křídla, což je práce v CADu na půl dne. Na druhém počítači pak vytvoří z tohoto návrhu síťový model (mesh - viz první díl článku o CFD), což zabere druhou polovinu dne. Tento model se pak nahraje do super-počítače (cluster), kde běží simulace celého auta dalších 16 hodin. Týmy se tedy snaží získat výsledek během 24 hodin.
Výhody CFD v praxi - přesun výfuků k podlazeCharakteristickým aerodynamickým rysem letošní sezóny Formule 1 jsou kromě F-kanálu, s nímž přišel na začátku McLaren, výfuky umístěné těsně nad podlahou. Letos se s nimi jako první objevil Red Bull, ostatní týmy jeho řešení kopírovaly. Horké plyny vycházející z výfukového potrubí totiž pomáhají znatelně zvýšit přítlak, který generuje difuzor.
Výfuky Red Bullu RB6 u podlahy, které letos konkurence kopírovala
Protože jsou však spaliny velmi horké (až 1 000 °C), není to možné v aero-tunelu přesně modelovat. CFD je pro tento účel dokonalým nástrojem, protože umožňuje simulovat jakoukoliv teplotu, je proto reálnější. Týmy díky němu v tomto případě mohou předem určit, o kolik se zvýší přítlak, a zjistit, které části monopostu budou vystaveny vysokým teplotám, a tak je vyrobit z teplotně-odolnějšího karbonu či titanu.
Podobně se CFD využívá i pro vývoj brzdových systémů. Zhruba 80% práce v CFD doplňují testy v aero-tunelu, u dalších 20% si týmy musí vystačit pouze s CFD.
Předchozí články:1. díl: Co je to CFD?2. díl: CFD a jeho praktické využití v F1
Kimi Antonelli získal v Austinu pole position a může už v neděli slavit titul mistra světa Formule 1. K tomu potřebuje vyhrát Velkou cenu USA a George Russell nesmí skončit lépe než devátý. Max Verstappen odstartuje druhý, Isack Hadjar třetí.
Lewis Hamilton ovládl závěrečný trénink na Velkou cenu USA a zajistil Ferrari první místo ve všech třech přípravných jízdách. Druhý skončil Max Verstappen před Charlesem Leclercem. Isack Hadjar se navíc dostal do hledáčku sportovních komisařů kvůli incidentu s Alexem Albonem.
Kimi Antonelli upozornil na příčiny častého porušování traťových limitů v Austinu. Podle jezdce Mercedesu problém zhoršují široké asfaltové plochy, přilnavé výjezdy i náročný profil okruhu.
Charles Leclerc ovládl oba páteční tréninky na Velkou cenu USA. Ve druhém ho od Kimiho Antonelliho dělilo pouhých 0,042 sekundy, třetí skončil Max Verstappen. George Russell se po incidentu s Leclercem vyhnul penalizaci, týmy však řešily výrazné opotřebení pneumatik.
Charles Leclerc ovládl první trénink na Velkou cenu USA a zajistil Ferrari slibný vstup do závodního víkendu. Max Verstappen zaostal o pouhých 84 tisícin sekundy, třetí skončil Lando Norris. Kimi Antonelli obsadil páté místo.
Max Verstappen se po náročném začátku sezony vrátil do boje o vítězství a podle Jolyona Palmera budí u soupeřů respekt. Red Bull prošel výrazným výkonnostním obratem a před závěrečnými šesti závody může ještě zamíchat pořadím šampionátu.
Velká cena USA nabídne kromě soubojů na trati také přehlídku speciálních designů. Pět týmů Formule 1, konkrétně Haas, Cadillac, Mercedes, Aston Martin a Ferrari, připravilo pro závod v Austinu upravené lakování svých monopostů.
Prezident FIA Mohammed Ben Sulayem očekává, že se během několika měsíců podaří dohodnout základní podobu pravidel pro návrat osmiválcových motorů. Přestože se hovoří o roce 2030, definitivní termín zatím potvrzen nebyl. Klíčové bude také snížení nákladů.
McLaren přiveze na Velkou cenu USA menší vylepšení monopostu MCL40. Zaměří se především na brzdy a úpravy podlahy. Technický ředitel Rob Marshall věří, že Austinu bude vůz vyhovovat více a tým se po slabších výsledcích znovu přiblíží špičce.
Navzdory napjaté situaci na Blízkém východě pokračují přípravy na Velkou cenu Kataru podle plánu. FIA zatím počítá se závodem 29. listopadu, v případě zhoršení bezpečnostních podmínek by však mohla přijít na řadu náhradní varianta v podobě italské Imoly.
Lance Stroll věří, že Aston Martin dokáže před sezonou 2027 výrazně zlepšit svůj monopost. Největší obavy má ale z pohonné jednotky Honda, jejíž vývoj zatím zaostává za očekáváním. Ani letošní modernizace nepřinesly výrazný pokrok.
Mercedes představí při Velké ceně USA speciální zbarvení monopostů. Tradiční stříbrné plochy nahradí modrá barva v rámci spolupráce s programem MANUFAKTUR. Stáj z Brackley přitom upravila vzhled svých vozů už před dvěma závodními víkendy, tehdy na počest partnera Petronas.