La aerodinámica está regida generalmente por estas ecuaciones y condiciones:
- Ecuación de Navier – Stokes (segunda ley de newton generalizada para los fluidos)
- Ecuación de continuidad
- Ecuación de estado
- Las condiciones de contorno
- Las condiciones iniciales
Lo que tenemos aquí arriba es un conjunto de ecuaciones que aún no se ha resuelto de manera analítica debido a su gran complejidad. Por esa razón existen varias alternativas para estudiar la aerodinámica: resolver las ecuaciones de manera simplificada (significa admitir que vamos a cometer un cierto error), el túnel de viento y utilizar técnicas de simulación CFD (Computational Fluid Dynamics).
Herramientas de simulación
Vamos a explicar algunas cosas de simulación CFD. Actualmente todos los equipos de Fórmula 1 trabajan con esta tecnología ya que les permite realizar cálculos y estudios muy rápidamente con costes muy bajos comparados con el túnel de viento. No obstante, debo decir que este tipo de simulación numérica puede tener un error cercano al 10%. Con lo cual es utilizado para guiar los desarrollos que posteriormente irán al túnel de viento. Es decir, el túnel de viento y el CFD no son más que dos herramientas que se utilizan de forma simultánea para avanzar más rápidamente y obtener mejores resultados en el desarrollo aerodinámico.
La simulación numérica se basa en resolver las ecuaciones citadas anteriormente. Una de las principales fuentes de error proviene del hecho de convertir variables continuas en discretas, es decir, tratar una magnitud continua como un conjunto de puntos.
Todas las escuderías del Gran Circo saben lo importante que es la simulación numérica para un desarrollo bueno y rápido de la aerodinámica de sus monoplazas. Por eso, además de competir en la pista compiten en sus sedes por tener la mejor y más rápida supercomputadora. Cuanto más potente y más información pueda tratar al mismo tiempo más se va a reducir el tiempo de cálculo. Esos superordenadores normalmente son dedicados exclusivamente para el procesado y calculo de simulaciones CFD.
Supercomputadora
Vamos a ver algunos datos acerca de la supercomputadora de Renault, nueva de hace un año y una de las mejores en la Fórmula 1. Su nombre es Xtreme-X Supercomputer y está fabricado en Estados Unidos por la empresa Appro. Tiene una capacidad operativa de 38 teraflops, unos 38 billones de operaciones por segundo. Así consiguen superar los 12 billones que tiene el Albert2 de BMW-Sauber. Para hacernos una idea de la potencia de ese supercomputador vamos a hacer una comparativa con personas. El Xtreme-X haría las mismas operaciones en un segundo que 4,5 millones de personas podrían hacer en un año.
Para terminar quiero insistir en que la simulación CFD no es la verdad absoluta sino que nos indica caminos a seguir, por dónde ir, soluciones, etc. A pesar de ello, he de decir que hay un equipo en la actual parrilla de Fórmula 1 que sólo ha utilizado este método para el desarrollo de su monoplaza, Virgin.
http://www.gadgetos.com/noticias/4208/que-es-cfd/
