Flow-vis a PIV: O co se jedná a proč je týmy využívají? (+ foto)

Během roku jsme viděli mnoho aut s flow-vis nátěrem. Co to je a proč se používá?Nátěr znázorňující (z anglického flow-visualisation, proto flow-vis) proudění je směsicí fluorescenčních pigmentových částic rozpuštěných v tekutině založené na minerálním oleji, obvykle v parafínovém oleji.

Zjednodušeně řečeno se používá ke zkoumání směru proudění vzduchu. I když se ten směr se zdá být celkem jasný, při složité interakci proudění například kolem zadní části auta to není vždy tak jednoduché, jak byste si mohli představovat.

Jak funguje?Tloušťka kapaliny je taková, že se vlivem gravitace nepohybuje. Když kolem ní ale proudí vzduch, částice se přesouvají ve směru jeho proudění. Kapalina neschne, proto se při jízdě vozu po trati přemísťuje stále dál.

Využívání CFD umožňuje aerodynamikům pochopit proudění vzduchu způsobem, který je mnohem náročnější, než je to možné při testování v aerodynamickém tunelu. Když se porovná vizualizace proudění ze skutečného auta s prognózou z CFD, posiluje to důvěru týmů v přesnost jejich simulací. Může to však také odhalit nežádoucí úkazy, jako je odtržení proudění od povrchu.

Zadní křídlo McLarenu MP4-26 pod drobnohledem ve Valencii (foto: Speed TV)

Z čeho se vyrábí?Byly časy, kdy se s olejem mísily sulfidy kadmia a zinku. To by nyní bylo považováno za nebezpečné, proto se používají polystyrénové mikročástice, které fluoreskují žlutě či zeleně, když se na ně zasvítí ultrafialovou lampou.

Je opravdu možné se z pouhého pohledu na pohyb nátěru hodně dozvědět? V hi-tech světě F1 to zdá být příliš jednoduché.Určitým způsobem to jednoduché je, ale nezapomínejte na to, že CFD a testování v aerodynamickém tunelu jsou simulačními technikami. Obě využívají modely, ať už fyzické či virtuální, proto z realistického hlediska svá omezení. Proto využití reálného vozu při testování může eliminovat jakékoliv pochyby.

Flow-vis znázorňující proudění pod zadním křídlem Renaultu (foto: Lotus Renault GP)

Znamená využití flow-visu, že máte s aerodynamikou auta nějaký fundamentální problém?Využití této techniky neznamená, že máte s autem problém, spíše to poukazuje na to, že se snažíte porozumět tomu, co se děje. Ale samozřejmě vám vždy může odhalit fundamentální problém, který jste nečekali.

Používají se podobné techniky v aerodynamických tunelech?Ano. Dá se využít stejných nátěrů, i když zanechávají dost špíny. Sofistikovanější technice se říká laserová anemometrie (Particle Image Velocimetry) či PIV.

Tato technika zahrnuje zamlžení vzduchu v aerodynamickém tunelu pomocí kapalných částic, které mají podobnou hustotu jako vzduch. Vizualizovaná oblast je poté ozářena vysoce výkonným laserem a fotografována v rychlém časovém sledu. Při následném zpomaleném přehrávání filmu je jasně viditelný směr proudění. To umožňuje vizualizovat zvířený vzduch opouštějící auto, ne pouze proudění nad povrchem.

Využití flow-visu v podání stáje z Maranella (foto: Scuderia Ferrari)

Existují některé další techniky, které mohou být využity?Ano. Raná technika zahrnovala filmování chomáčů vlny, které byly přichyceny k povrchu vozu. Dnes při testech vídáváme složitá ramena se statickými pitotovými trubicemi. Ty mohou měřit rychlost proudění ve zvířeném vzduchu například za předním křídlem či za difuzorem.