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
Liam Lawson připouští, že jezdci Formule 1 často využívají mezer v pravidlech ve svůj prospěch. Zároveň vyzývá k jejich zpřísnění, aby se zvýšila férovost na trati.
Mick Schumacher jedná s týmem Cadillac o své možné návratu do Formule 1 v sezóně 2026. Po období nejistoty a hledání nové příležitosti se zdá, že mladý závodník má reálnou šanci znovu se objevit na startovním roštu díky ambicióznímu projektu nováčka mezi týmy F1.
Odchod Jonathana Wheatleyho z Red Bullu přišel jako velké překvapení, protože ve týmu působil téměř dvě desetiletí na klíčových pozicích. Jeho rozhodnutí odchodu odráželo skryté napětí uvnitř stáje a naznačilo významné personální změny v konkurenčním prostředí formule 1.
Toto Wolff uvedl, že přátelství mezi ním a Lewisem Hamiltonem přestup do Ferrari nijak neovlivnil. Podle něj jejich vztah přesahuje hranice sportovní spolupráce a zůstává pevný i mimo týmové barvy.
Martin Brundle vyjádřil podporu Laurentovi Mekiesovi v jeho nové roli šéfa a výkonného ředitele Red Bullu. Podle něj má Mekies potřebné zkušenosti a autoritu, aby tým úspěšně vedl i v náročném období.
Fernando Alonso upozorňuje na velké výkonnostní rozdíly v poli F1, které podle něj zůstanou až do změny pravidel v roce 2026. Bez revoluce v technických předpisech podle něj nelze očekávat, že se týmy výrazněji srovnají.
Carlos Sainz výrazně ovlivnil kulturu i přístup uvnitř týmu Williams, říká sportovní ředitel Sven Smeets. Podle něj přinesl profesionalitu a technickou preciznost, která motivuje celý tým ke zrychlení vývoje.
Toto Wolff s humorem přiznal, že dodávat motory McLarenu možná nebylo jeho nejchytřejší rozhodnutí. McLaren nyní dominuje, zatímco tým Mercedesu zaostává.
Yuki Tsunoda zatím nedokázal naplnit očekávání po přesunu do Red Bullu, což vyvolává pochybnosti o jeho budoucnosti ve Formuli 1. Jeho výkonnost zaostává a tlak na japonského jezdce stále roste.
Zak Brown znovu rozdmýchal spekulace o budoucnosti Maxe Verstappena a jeho možném odchodu z Red Bullu. Šéf McLarenu naznačil, že přestup k Mercedesu není mimo hru, čímž opět rozvířil dění v paddocku.
Oliver Bearman otevřeně promluvil o finančních obětech, které jeho rodina podstoupila, aby mu umožnila nastartovat závodní kariéru. Zároveň sdílel, jaký zlomový moment mu přinesl klíčovou příležitost a jak se musel psychicky připravit na náročnou debutovou sezónu ve Formuli 1 s týmem Haas.
Adrian Newey od svého příchodu do Aston Martinu před sezonou 2025 nezná odpočinek a pracuje naplno. Jeho cílem je co nejrychleji posunout tým mezi špičku formule 1.
