رونمایی فرمول یک از نسل آینده خودروی مسابقه

فرمول یک از نسل آینده خودروی مسابقه ای خود که تیم ها در فصل 2022 از آن استفاده خواهند کرد، رونمایی کرد. هدف از طراحی خودروهای آیرودینامیکی تر، ایجاد رقابت بیشتر چرخ به چرخ و عملکرد بهتر در پیست مسابقه است. این پروژه با استفاده از Computational Fluid Dynamics (CFD) و هزاران هسته پردازنده در سرویس وب آمازون (AWS) اجرا شده است و در زمان و هزینه فرمول یک برای ارائه طراحی جدید صرفه جویی شده است.

Downforce یا همان نیروی رو به پایین (نیروی آیرودینامیکی ای که ماشین فرمول یک را به سمت پایین فشار می دهد)، یک عنصر مهم در مسابقات فرمول یک است زیرا با افزایش کشش یا چسبندگی، به افزایش سرعت پیچ و کاهش ساییدگی لاستیک کمک می کند. در حال حاضر، اتومبیل های فرمول یک زمانی که در حین مسابقه نزدیک به یکدیگر حرکت می کنند، با مشکل از دست دادن Downforce مواجه می شوند.

در واقع وقتی اتومبیل بعدی در فاصله کمی از اتومبیل جلویی در حرکت است، مقدار زیادی از نیروی رو به پایین خود را از دست می دهد. اما نسل بعدی خودرو برای اولین بار روی چرخ های 18 اینچی با لاستیک های کم ارتفاع کار می کند و دارای دستگاه های کنترل چرخ ها، طراحی بدنه کاملاً جدید با شکل بال جلو، سیستم تعلیق ساده، طراحی جدید عقب و تونل های زیر کف، است. در طراحی جدید، اتلاف نیروی رو به پایین به طرز چشمگیری کاهش یافته و باعث افزایش بیشتر هیجان و رقابت در مسابقه می شود.

هدف اصلی فرمول یک در طراحی جدید ماشین مسابقه

می توان گفت هدف اصلی فرمول یک در طراحی جدید، بالا بردن امکان مسابقه پایاپای بین اتومبیل هاست که در حال حاضر به دلیل اینکه اتلاف نیروی رو به پایین، با محدودیت مواجه است.

این تغییر طراحی خودرو به کاهش جریان هوای پر آشوبی که از خودروی جلویی به خودروی پشتی می رسد، کمک کرده و به نوبه خود نیروی پایین (و در نتیجه کارایی) خودروی پشتی را افزایش می دهد و به آنها اجازه می دهد راحت تر از خودروی جلویی سبقت بگیرند.

پروژه CFD از بیش از 1150 هسته پردازنده AWS برای شبیه سازی دقیق بیش از 550 میلیون نقطه داده استفاده کرد که تأثیر دنباله آیرودینامیکی یک خودرو را بر دیگری شبیه سازی می کند. با استفاده از انطباق پذیری بی نظیری که AWS  دارد، فرمول یک توانسته است زمان متوسط شبیه سازی را تا 80 درصد - یعنی از 60 ساعت به 12 ساعت - کاهش دهد.

پت سیموندز ، مسئول فنی فرمول یک گفت: « در ابتدای این پروژه، هدف اصلی ما این بود که مسابقه، هر چه بیشتر بتوانند به هم نزدیک شوند». او در ادامه توضیح داد: « استفاده از فضای ابری AWS واقعاً تمام موانع زمان و ظرفیت محاسبات را برطرف کرده است و به ما این امکان را داد تا آنچه را که می خواهیم، در زمان و شرایط دلخواهمان، اجرا کنیم. به شخصه باور نمی کردم که این کار عملی باشد اما قدرت واقعی AWS را از نزدیک دیدم».

فرمول یک و استفاده از فناوری های جدید

فرمول یک برای طراحی مجدد خودروهای خود، باید از محیط فناوری درون سازمانی خود که در آن از CFD به همراه آزمایش تونل باد برای طراحی و آزمایش خواص آیرودینامیکی خودروها استفاده کرده است، فاصله بگیرد.

اکنون فرمول یک محیط شبیه سازی CFD خود را به یک پلتفرم محاسباتی با کارایی بالا (HPC) در AWS  با استفاده از موارد Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) ، منتقل کرد تا شبیه سازی های پیچیده ای را انجام دهد که اغتشاشات و تلاطم هوایی خودروها و تأثیر آن را در خودروهای پشتی نشان دهد.

فرمول یک برای به دست آوردن حداکثر انعطاف پذیری از نظر قیمت و عملکرد ، ترکیبی از نمونه های Amazon EC2 C5n و نمونه های جدید AWS Graviton2-based C6g را انتخاب کرده است.

همچنین، فرمول یک توانست با استفاده از نمونه های AWS Graviton2، علاوه بر کاهش زمان شبیه سازی از چند روز به چند ساعت، هزینه اجرای این حجم کار را نیز تا 30 درصد کاهش دهد.

سیموندز خاطرنشان کرد: «به کارگیری AWS Graviton2 به ما این امکان را داد که کار ساخت را واقعا بهینه سازی کرده و در حدود 30% در هزینه هایمان صرفه جویی کنیم. واقعا تمایل به ادامه این کار دارم و مطمئنم حتی می توانیم در مقایسه با روش های قدیمی تر، تا 40% نیز صرفه جویی داشته باشیم».

او ادامه داد: «هنگام کار با AWS ، ما واقعاً به یک محیط عظیم دسترسی داریم و من فقط در مورد محیط فیزیکی قدرت محاسباتی صحبت نمی کنم، بلکه با افرادی آشنا شده ایم که برای همکاری عالی هستند. به هر اندازه که این افراد را حمایت کنیم به همان اندازه آنها باعث پیشرفت ما خواهند شد.»