Formula1: la stagione al via sul simulatore

di Piero Giuseppe Goletto

La stagione che inizierà con le prove al Montmelò del 19 Febbraio 2020 si prospetta sempre più come un’annata di transizione in vista del cambio regolamentare del 2021 (sul quale ci saranno molte considerazioni da fare)

.In prima battuta le novità non sembrano riguardare tanto le vetture che vedremo in pista quanto i simulatori. Questi sofisticatissimi e talvolta cervellotici apparati sono entrati nel mondo della F1 a seguito della riduzione delle giornate di prova in pista.

Qui parleremo dei nuovi simulatori e accenneremo ai calcoli di fluidodinamica computazionale con i quali si studiano le forze aerodinamiche che agiscono sulla vettura.

Avevamo scritto nel Marzo 2019 che “questo simulacro è collocato dentro una sorta di “astronave” posizionata sopra una struttura costituita da bracci pneumatici per mezzo dei quali viene riprodotto il comportamento dinamico della vettura.”

Bene: i nuovi simulatori hanno un ruolo sempre più importante perché i regolamenti limitano l’attività in galleria del vento: l’utilizzo della galleria del vento è limitato a 520 simulazioni ogni 8 settimane, cioè 65 simulazioni alla settimana (9 al giorno su 7 giorni).

I nuovi simulatori sono collocati su slitte che consentono di muovere la scocca riproducendo in modo sempre più fedele il comportamento della vettura sui tre assi di rotazione: rollio (cioè l’inclinarsi verso destra o sinistra), beccheggio (cioè l’oscillazione in avanti durante la frenata e all’indietro durante le accelerazioni), imbardata (cioè l’oscillazione sull’asse verticale). Ovviamente rimangono i grandi schermi curvi e la gestione tramite rete informatica della vettura e del simulatore, sul quale vengono impostate le diverse configurazioni del veicolo.

La fluidodinamica computazionale è ad avviso di chi scrive l’altra parte essenziale della simulazione.

Studiare il comportamento dell’aria intorno a una vettura di F1 è veramente complesso.

Allora che si fa? Prima di costruire i modellini per la galleria del vento, si fanno simulazioni al CFD.

Il modello realizzato dal CAD viene esportato in un “file stereolitografico” (è lo stesso file che si userebbe per la stampa 3D) e questo viene tradotto in una griglia. Questa griglia viene passata in ingresso ad un bellissimo programma di simulazione nel quale vengono inseriti alcuni simpatici parametri come quelli che identificano il muso, le ali; nonché le caratteristiche e la turbolenza dell’aria.

Il CFD gira su un computer molto molto molto molto molto potente. Nel 2006 il team Sauber disponeva di un calcolatore capace di fare 12,3 MILA miliardi di calcoli al secondo e da allora la potenza di calcolo è sempre e solo aumentata.

D’altro canto queste simulazioni sono molto complesse. Infatti, la simulazione più raffinata si basa sulla tecnica RANS, che parte dalle equazioni di Navier Stokes (le stesse che si usano nelle previsioni del tempo) ma – semplificando moltilssimo - ne prende in considerazione quantità mediate nel tempo e fluttuanti.

La F1 non è il solo sport a servirsi della CFD, basterebbe pensare alla Coppa America che vivrà la sua nuova stagione a partire dal prossimo Aprile.