F1 – Entenda a Dinâmica de Fluidos Computacional na Formula 1

Na Formula 1 a busca por desempenho é implacável. Sob os regulamentos técnicos atuais, a aerodinâmica é uma área chave em que ganhos cruciais em tempos de volta podem ser conquistados. Tradicionalmente, o desenvolvimento aerodinâmico tem sido realizado em túneis de vento, porém, graças ao recente crescimento exponencial da capacidade computacional, a DFC rapidamente se tornou uma ferramenta essencial. Então o que é exatamente DFC? DFC, ou Dinâmica de Fluidos Computacional, é comumente descrito como “um túnel de vento em um computador”. A utilização da enorme capacidade computacional somada a programas sofisticados, que permite aos engenheiros simular e analisar as propriedades aerodinâmicas de uma peça antes mesmo de ser fabricada.

 

O ponto de partida para uma simulação DFC é um modelo CAD (1) do carro, que é posteriormente dividido em triângulos, alguns tão pequenos como alguns milímetros quadrados, para criar uma malha de superfície (2). Uma vez que a geometria do carro inteiro foi dividida em milhões de pequenos elementos, um processo similar é seguido para o ar ao redor do carro para criar uma malha de volume. Quando essa malha está completa, o modelo resultante é carregado em um super computador (3), onde uma peça muito sofisticada de software, o solucionador DFC, em seguida, calcula as equações de Navier-Stokes (4) para calcular o fluxo de ar ao redor do veículo com um surpreendente grau de precisão. Isso pode produzir até 1 bilhão de números para interpretação do computador (5).

 


Simulação aerodinâmica em DFC do corpo de um Ferrari F1, mostrando o contorno da superfície de pressão e linhas do fluxo de ar

A partir desta solução DFC, os engenheiros podem extrair uma quantidade tremenda de informações. Isto inclui os fundamentos de como as forças aerodinâmicas atuam sobre o carro (altura, arrasto, equilíbrio), bem como gráficos visualmente impressionantes que representam a natureza precisa do fluxo de ar sobre as superfícies diferentes do veículo. A capacidade de visualizar o fluxo é um instrumento particularmente poderoso, porque ajuda os engenheiros a entender a aerodinâmica do carro de uma forma que não seria possível usando apenas túneis de vento. Contornos de mapas de pressão na superfície são estudados, caminhos do ar são traçados e mapas de velocidade ao redor do veículo são analisados a fim de melhorar a eficiência aerodinâmica do carro de corrida.

Leia a PARTE 2

Adauto Silva – 07/07/10
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