Vylepšení aerodynamických vlastností formule ve studentské soutěži F1
Zaměřeno na vědu, technologii, inženýrství a matematiku
Soutěž F1 in Schools je celosvětový program STEM (Science, Technology, Engineering, Mathematics), do kterého se dosud zapojilo 20 milionů studentů ve věku 9–19 let. Soutěž hodnotí širokou škálu týmových aspektů, včetně brandingu, marketingu, závodění, portfolií, prezentací a především inženýrství. Studenti musí využívat CAE software* k návrhu, analýze a optimalizaci svých závodních vozů. Každý tým stráví nespočet hodin používáním průmyslově standardních analytických nástrojů pro vylepšení svého vozu. Přečtěte si, jak se k inženýrskému vývoji dá přistoupit už ve studentském věku.
*CAE software – Computer-aided engineering – počítačový software pro snazší inženýrské analýzy
Využití Ansys Discovery bylo klíčovým bodem v našem úsilí při zlepšení aerodynamiky vozu. Díky jeho přesnosti jsme mohli pečlivě vylepšit komponenty a aerodynamiku našeho F1 vozu. Výsledkem bylo výrazné zlepšení výkonu, zejména v časech na kolo. Tento nástroj nám otevřel nové možnosti v návrhu a sehrál zásadní roli v úspěchu našeho týmu v nesmírně konkurenční soutěži F1 in Schools.
— Jay Zhao
Vedoucí studentského týmu Aurora
Výzvy
Tým Aurora začal s jednoduchou a základní konstrukcí vozu, kterou postupně vylepšoval díky neustálému výzkumu a analýze klíčových komponent. Aby pochopili, jak a kde mohou dosáhnout zlepšení, bylo nutné provádět rozsáhlé simulace s Ansys Discovery. Tento nástroj umožnil týmu Aurora provádět detailní a přesné aerodynamické analýzy, které pomohly optimalizovat vůz.
Mezi příklady aerodynamických prvků, které bylo možné navrhnout díky výkonnému výpočetnímu modelu proudění (CFD) v Ansys Discovery, patří například aerodynamické prvky integrované do geometrie zavěšení vozu. Tyto prvky hrály klíčovou roli při zajištění stabilního proudění kolem důležitých částí aerodynamiky, jako je zadní křídlo a boční panely. Dále mohli díky Discovery optimalizovat geometrii difuzoru a podlahy vozu porovnáním různých návrhů a konceptů.
Jste studenti a máte podobné záměry nebo cíle?
Přejděte na stránku, kde se dozvíte, co vše Ansys studentům nabízí.
Řešení
Ansys Discovery poskytl přesná a konzistentní data, která bylo možno ověřit s výsledky fyzických testů ve větrném tunelu. To umožnilo týmu spolehlivě vyvíjet a iterativně zdokonalovat geometrii drobných komponent a aerodynamických prvků. Konkrétně byly využity následující funkce:
- Nastavení větrného tunelu pomocí záložky Prepare
- Snadná manipulace s fyzikálními podmínkami, kterým je vůz vystaven
- Monitorovací body pro analýzu přínosu jednotlivých komponent k celkovému výkonu vozu
Tým Aurora využíval režim Explore v rozhraní Discovery, který umožňuje rychlou vizualizaci proudění vzduchu kolem různých částí vozu bez nutnosti složitého nastavování sítě. To významně snížilo dobu simulací a umožnilo rychlé prototypování.
Přínosy
- Zvýšení výkonu vozu – opakované úpravy jednotlivých komponent vedly ke zlepšení času o 0,1–0,2 sekundy na kolo (15% nárůst výkonu).
- Získání znalostí a odbornosti – Discovery sloužil jako skvělý odrazový můstek k pokročilejším programům, jako je Ansys Fluent.
- Úspora 30 % času – Discovery zkrátil dobu CFD simulací a aerodynamického vývoje díky intuitivnímu rozhraní a efektivnímu workflow.
- Rychlé iterace – Discovery umožnil testovat různé konfigurace aerodynamických prvků při různých rychlostech, což je zásadní pro analýzu vozů F1 in Schools, jejichž rychlost se v průběhu závodu mění.
