Technique F1 : La CFD en Formule 1

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Technique F1 : La CFD en Formule 1

Message par Modena49 le Sam 15 Juin - 14:02:14

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Un Article pour vous détailler le principe et l’application de la CFD (Computational Fluid Dynamics) en Formule 1, une alternative à la soufflerie pour les écuries les plus modeste, mais pas seulement.
 
Vous avez sans doute, tous entendus parler de la CFD :  Computational Fluid Dynamics, en Français Mécanique des Fluides Assistée par Ordinateur . C’est un outil informatique très puissant qui permet de modéliser à volonté la pression exercée par un fluide sur un objet . qu’il soit exposé à l’air , plongé dans un liquide etc…
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Nous voyons sur cette image les lignes de CFD représentées, les couleurs vont de bleu ciel à rouge, le bleu illustrant les pressions les plus faibles et en rouge les plus fortes . Cette modélisation informatique permet d’éviter de longues heures de soufflerie, pour développer un aileron avant par exemple. Avant de se lancer dans des plans, dans la construction de prototype (gardons l’exemple de l’aileron avant), il est idéal de le créer en CAO (Conception Assistée par Ordinateur) et de l’assembler numériquement au châssis de la voiture déjà créé, afin de déjà avoir une compréhension de son influence aérodynamique, on peux y ajouter à volonté des ailettes et analyser l’impact sur le flux d’air.
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Voici l’aileron modélisé en CAO, une fois cette opération effectuée, ont peu le placer, sur la maquette numérisée de la monoplace et enfin lancer la CFD, pour voir son interaction aérodynamique.
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L’influence du flux d’air appliqué sur l’aileron a une vitesse donnée est représentée par des lignes qui simulent la pression exercée, on simule non seulement la pression exercée sur l’élément mais aussi comment le flux d’air est dévié.
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Une fois cette simulation effectuée, les angles d’aileron et ailettes corrigés, Les ingénieurs vont vouloir interpréter l’aérodynamique globale de l’auto avec ce nouvel aileron, qui rappelons le a pour but de créer de l’appui et de diriger le flux d’air essentiellement sur des parties ciblées de la voiture.
Une fois cette simulation effectuée, les angles d’aileron et ailettes corrigés, Les ingénieurs vont vouloir interpréter l’aérodynamique globale de l’auto avec ce nouvel aileron, qui rappelons le a pour but de créer de l’appui et de diriger le flux d’air essentiellement sur des parties ciblées de la voiture.
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Une fois toutes les données de CFD recueillies, Les ingénieurs peuvent décider d’entrer cet aileron avant en production, la CFD leur a évité de construire des prototypes en matériaux réels qui n’auraient pas eu les effets recherchés sur la monoplace, c’est donc une réelle économie. Par le passé, certaines écuries comme Marussia, par exemple, avaient tenté de construire et de développer une voiture entièrement grâce à la CFD, ce qui pourrait paraître pour une idée géniale et économique certes, à démontrer les limites de ce procédé.En effet il est très difficile en CFD de déterminer l’impact de l’appui aérodynamique sur l’affaissement de la voiture sur ses suspensions par exemple, il est compliqué aussi de modéliser la déformation des pneus, lors des virages et changements d’appuis, ainsi que la flexibilité des ailerons, tous ces effets sont souvent néfastes pour l’aérodynamique générale de la voiture. Donc toutes les écuries développent des packages sur la CFD et  testent les éléments validés par cette technique en soufflerie ou ils pourront simuler diverses déformations et contraintes.
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Tunnel de soufflerie Sauber
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