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
Mercedes odstartoval společně s Hondou očekávání sezony 2026 krátkou ukázkou zvuku své nové pohonné jednotky ve Formuli 1.
Oscar Piastri se ohlíží za svou sezonou 2025 ve Formuli 1 a poukazuje na to, že mu tento rok přinesl cenné lekce a nové zkušenosti.
Carlos Sainz poděkoval Williamsu za jejich pokrok v sezoně 2025. Týmu předal dárky a dopis oslavující jejich páté místo v hodnocení konstruktérů.
Fred Vasseur přiznal, že přechod Lewise Hamiltona z Mercedesu do Ferrari byl náročnější, než očekával, a zdůraznil, že rozdíly v kultuře, týmu a technice ovlivnily jeho první sezonu ve Scuderii.
Sezona Formule 1 2026 přinese zásadní technické změny a nové možnosti strategie, které mohou proměnit podobu závodů. Mercedes a další týmy vstupují do této éry s očekáváním, že nový přístup k aerodynamice a pohonným jednotkám otevře fascinující kapitolu sportu.
Ferrari odhalilo plán uvedení svého monopostu pro sezonu 2026, přičemž šéf stáje Fred Vasseur nastínil strategii týmu pro náročnou předsezonní přípravu.
Bývalý šéf Haasu Guenther Steiner nabídnul mistru světa Lando Norrisovi test na KTM MotoGP motocyklu. Tento neobvyklý krok zřejmě nebude po chuti šéfovi McLarenu Zakovi Brownovi.
Max Verstappen se ohlíží za napínavou sezonou 2025 a popisuje, proč boj o titul Formule 1 nebyl takový, jaký si představoval. Přiznává, že soupeři měli výraznou převahu, a naznačuje, jaké lekce si z toho odnáší.
Sergio Pérez vyjadřuje optimismus ohledně nadcházejícího debutu Cadillacu ve Formuli 1 a věří, že tým dokáže „překvapit“ ostatní soupeře na startovním roštu, přičemž si klade ambiciózní cíle pro svou první sezonu.
Aston Martin se připravuje na zásadní změny pro sezonu 2026 a s novou technikou a designem týmu se očekává zvýšená konkurenceschopnost. Pozornost se soustředí i na jezdecké složení, přičemž Lance Stroll zůstává v týmu i nadále, přestože jeho výkony vyvolávají různé debaty.
Jacques Villeneuve komentuje, jak by mohl Oscar Piastri prožívat náročné okamžiky po průběhu letošní sezony. Podle něj určitá situace může zanechat silný emocionální dopad.
Po ztrátě nároku na startovní číslo 1 musel Max Verstappen pro příští sezonu znovu sáhnout do nabídky čísel. Volba padla překvapivě jinam – ikonická třiatřicítka zůstává stranou.