Pat Symonds poodhaluje tajemství počítačové dynamiky tekutin (CFD). O co se jedná, jak týmy počítačové simulace využívají a jaké mají omezení?
CFD - co to znamená a co vlastně dělá?Je to zkratka pro počítačovou dynamiku tekutin (Computational Fluid Dynamics). Všechny systémy se v přírodě řídí určitými zákony fyziky: pokud mohou být matematicky vyjádřeny či modelovány, pak mohou být řešeny řídící rovnice a dokážeme předpovídat chování. Ve Formuli 1 CFD řeší rovnice pro to, aby určil průtokový režim vzduchu proudícího kolem vozu.
Takže se opravdu jedná pouze o matematiku?Ano. Abyste mohli být přesní, musíte precizně určit průtok. To se děje pomocí vytvoření virtuální sítě kolem vozu a řešení rovnic pro každý bod v síti. Pro studium vozu plné velikosti se kolem virtuálního modelu v síti nachází přibližně 300 milionů bodů a každý musí být počítán opakovaně, dokud se nepřiblíží řešení.
Jinými slovy, kalkulace probíhají znovu a znovu, přičemž výsledky každého výpočtu vymezují počátek pro příští výpočet, dokud se výsledek nezmění. Když k tomu dojde, říká se, že řešení konvergovalo. To si může vyžádat 1000 - 1200 opakování (iterací).
Je k tomu zapotřebí superpočítače?Určitě. Výkon superpočítačů se měří v teraflopech - to znamená, jak rychle může počítač provádět matematické operace. Počítač o výkonu jednoho teraflopu zvládne 1 000 000 000 000 (bilion) výpočtů za sekundu.
Vizualizace výpočtů CFD (zdroj: BMW Sauber F1)
Týmy F1 mají stroje, které začínají na 20 teraflopech. Marussia má jeden z nejlepších, jenž se řadí mezi 300 nejvýkonnějších počítačů na světě.
Jak dlouho se již CFD používá?Týmy začaly využívat CFD v devadesátých letech, ale tehdy byla zcela odlišná doba. Kód, který využívaly, byl mnohem jednodušší, protože počítače neměly ten výkon. Používaly se pro optimalizaci zadních křídel a další relativně jednoduché úlohy.
Jak je CFD využíváno v F1 nyní?Většinou se využívá pro vylepšování aerodynamiky, ale může být aplikováno na jakoukoliv formu proudění tekutiny. Týmy techniky CFD využívají pro studium proudění vody skrz chladiče a průtoku oleje převodovkou, aby zajistily, že všechny oblasti budou správně mazány.
Hlavním účelem CFD je v F1 vylepšení proudění kolem různých částí vozu (zdroj: Renault F1)
CFD využívají i pro zkoumání efektu pohybu paliva v nádrži. Výrobci motorů také využívají CFD pro studium způsobu, jakým motor saje a jak je směs paliva rozmísťována ve válci, aby mohli optimalizovat efektivitu spalování.
V jaké fázi se CFD používá?Týmy pracují různě. Většina používá aerodynamické tunely pro konečné posouzení aerodynamického vývoj, ale CFD jim pomáhá k většímu pochopení. Při testování v tunelu vám může nějaký díl poskytnout vyšší přítlak, ale není zřejmé proč. CFD vizuálně znázorňuje, co se děje. Nejlepším přístupem je kombinace CFD a experimentů.
Jaké jsou výhody a omezení při využívání CFD?CFD je levnější než testování v aerodynamickém tunelu. Omezením jsou přesnost (byť se zlepšuje) a čas, který je potřebný pro výpočty. Řešení jedné konfigurace zabere na velmi silném počítači kolem 18 hodin. Pro zmapování každého nastavení světlé výšky je třeba dalších 18 hodin, zatímco v aerodynamickém tunelu všechny světlé výšky a vztahy plně naskenujete během 15 min.
Přestože týmy využívají pro CFD simulace superpočítače, které zvládají několik bilionů výpočtů za sekundu, řešení jedné konfigurace jim zabere kolem 18 hodin (foto: Mercedes GP)
Více o CFD se můžete dozvědět v našem předchozím technickém seriálu:1. díl: Co je to CFD?2. díl: CFD a jeho praktické využití v F13. díl: CFD - Přesnost, časová náročnost a věci, které nelze modelovat v aero-tunelu
Velká cena Španělska 2025 skončila pro Maxe Verstappena zklamáním, když po incidentu s Russellem a penalizaci skončil až desátý. Po závodě odletěl soukromým tryskáčem a přistál na letišti v Praze.
Přestože McLaren slavil vítězství, průběh závodu rozhodně nebyl bezstarostný. Napětí v garáži výrazně stouplo ve chvíli, kdy začala být zřejmá Verstappenova strategie tří zastávek. V táboře papájových se v tu chvíli rozhodně nedýchalo klidně.
Mistr světa Max Verstappen se během Velké ceny Španělska dostal do sporu kvůli kolizi s Georgem Russellem, kterou nejprve bagatelizoval. Později však na sociálních sítích přiznal, že „to se nemělo stát“, což ukazuje jeho schopnost uznat chybu.
Nico Hülkenberg ze šestnáctého místa v závodě vylepšil pozici až na pátou a předjel i Lewisa Hamiltona, což podpořilo skvělé tempo Sauberu a výhoda čerstvých pneumatik po restartu. Vyzdvihl také zásluhu nedávných vylepšení vozu.
Kontakt mezi Leclercem a Verstappenem ve Velké ceně Španělska zůstal bez trestu, sportovní komisaři se rozhodli nezasahovat. Pilot Ferrari si tak udržel třetí místo.
Nico Rosberg po Velké ceně Španělska prohlásil, že Max Verstappen si za svůj manévr zasloužil černou vlajku a okamžité vyloučení ze závodu. Jeho ostrá slova vyvolala rozruch v paddocku i mezi fanoušky a znovu otevřela debatu o hranicích férového závodění.
Velká cena Španělska 2025 skončila pro Maxe Verstappena zklamáním, když po incidentu s Russellem a penalizaci skončil až desátý. Po závodě odletěl soukromým tryskáčem na letiště v Praze.
Max Verstappen čelí hrozbě zákazu startu ve formuli 1. Po kontroverzní kolizi s Georgem Russellem ve Velké ceně Španělska dostal tříbodový trest a deset sekund penalizace. Celkem už má jedenáct trestných bodů – a k automatickému zastavení mu chybí jediný.
Lewis Hamilton v Barceloně bojoval s obtížemi a dojel původně sedmý, ale díky penalizaci Verstappena se posunul na šesté místo. Trať v Katalánsku mu ale příliš nevyhovovala a bude muset najít způsob, jak zlepšit svůj výkon do příštích závodů.
Max Verstappen obdržel od FIA tři trestné body za kolizi s Georgem Russellem ve Velké ceně Španělska. Spolu s dřívější desetisekundovou penalizací tak incident zasáhl nejen jeho výsledek v závodě, ale i bilanci v superlicenci. S celkovým počtem 11 bodů je úřadující mistr světa jediný bod od automatického zákazu startu v závodě.
Tři kola před cílem Velké ceny Španělska došlo k incidentu mezi Maxem Verstappenem a Georgem Russellem, při kterém Verstappen narazil do Russella. Za tuto kolizi obdržel Verstappen desetisekundovou penalizaci, která ho posunula z páté na desátou pozici a obdržel tři trestné body.
Aston Martin přišel o Lance Strolla ve Velké ceně Španělska kvůli zhoršujícím se bolestem pravé ruky a zápěstí, které ho nakonec donutily závod vynechat. Přesto se však objevily náznaky, že skutečný důvod jeho absence může být komplikovanější, než jak tým oficiálně uvádí.
