Техника 2010 - Вычислительная гидродинамика

Современные машины в Формуле 1 – это в первую очередь эффективные в аэродинамическом плане формы.

Есть много важных и значимых для победы в гонках компонентов машины, но аэродинамика, наверное, самая важная составляющая.

Современную машину проектируют сотни людей, и очень много сил и ресурсов идёт именно на просчёт и проверку аэродинамики.

Парни из Рено Ф1 рассказали, как у них происходит этот процесс.

"CFD" - очень известный термин в мире Формулы 1, это "Computational Fluid Dynamics" или вычислительная гидродинамика. Это математическое изучение поведения потока ЖИДКОСТИ или газа. Казалось бы, почему ГИДРО применительно к Формуле 1, но вот такое название было общепринято, а поведение жидкости или газа очень похожее, и вот такое название у программы, которой просчитывают поведение машины в потоке воздуха.

Как это происходит. Создают точную компьютерную модель машины Формулы 1, и при помощи пакета программ просчитывают поведение этой машины в потоке воздуха.

Для большей точности, поверхность компьютерной модели машины делится на множество клеток, и чем их больше, тем выше будет точность расчётов. Обычно поверхность компьютерной модели поделена на несколько миллионов клеточек. Мощнейший компьютер ведёт просчёт взаимодействия каждой клеточки с потоком воздуха и в итоге получается очень наглядная картина, которая показывает, как распределятся аэродинамические силы в машине, вот, как это может выглядеть. Цветом показаны зоны повышенного и пониженного давления, это картинки, которые показывают, как всё будет крутиться вокруг переднего колеса.

Для того чтобы выполнять расчёты с миллионами клеточек и просчитывать, как это скажется на воздушном потоке вокруг машины, требуются огромные вычислительные мощности.

В Рено Ф1 используют один из мощнейших суперкомпьютеров для просчёта гидродинамики. Называется этот компьютер - "Mistral"

Вот несколько интересных цифр про этого монстра вычислительной техники.

Вес - 10 тонн

Длина - 52 метра

Мистраль по своей мощности соответствует 4 000 домашних компьютеров.

Mistral способен выполнять 38 триллионов математических операций в секунду.

В основном Мистраль используют для расчёта поверхности машины и улучшения аэродинамических характеристик, но на нём также проводят расчёты потока выхлопных газов в системе выпуска.

Для этого суперкомпьютера было построено особое здание, даже не здание, наверное, а “землянка”. В Энстоне было построено это здание, которое в шутку в команде называют бункером. Оно заглублено на полтора метра под землю, с одной стороны, не хотели портить местный сельский ландшафт, а с другой стороны, такое расположение позволяет экономить на поддержании стабильной температуры в зале с компьютером. Здание поделено на две зоны, в одной работают специалисты, анализирующие данные и создающие задачи для компьютера, а в другой половине установлен сам компьютер. Также в этом здании сделан и большой зал с экраном и пространственным звуком, рассчитанный на 60 человек. Несмотря на то, что здание расположено под землёй, в нём много света в зале с программистами, в потолке сделаны световые окна, сквозь которые видно, как плывут облака.

Материал с сайта команды Рено

-----------------------------------------