CFD staat voor Computational Fluid Dynamics. In het Nederlands: computationele stromingsleer. Het is een simulatietechniek die F1-teams gebruiken om te voorspellen hoe lucht rond een auto stroomt. Met CFD kunnen teams nieuwe onderdelen virtueel testen zonder dat ze onderdelen hoeven te bouwen of de windtunnel in hoeven.
De techniek werkt met software die de lucht rond de auto opdeelt in miljoenen kleine cellen. Voor elke cel berekent het programma hoe lucht zich gedraagt door middel van complexe wiskundige formules. Denk hierbij aan druk, snelheid en temperatuur. Zo krijgen engineers gedetailleerd inzicht in hoe bijvoorbeeld een nieuwe vleugel of diffuser de luchtstroom beïnvloedt.
Waarom gebruiken teams CFD?
Dat scheelt tijd en geld. , wat snel is vergeleken met het produceren van fysieke onderdelen. Daarnaast kun je met CFD scenario's simuleren die lastig zijn om in de windtunnel na te bootsen, zoals het sluiten van de DRS-klep tijdens het rijden.
Dit systeem heet de Aerodynamic Testing Restrictions (ATR).
Hoe verhoudt CFD zich tot de windtunnel?
CFD en de windtunnel vullen elkaar aan. De windtunnel geeft resultaten die dichter bij de werkelijkheid liggen omdat je met echte materialen test. CFD is goedkoper en sneller, maar nog niet perfect. Teams gebruiken beide methoden om hun auto te ontwikkelen. Een veelgehoorde term in de paddock is dat CFD fungeert als een 'virtuele windtunnel', maar geen volledige vervanging is.
Er wordt wel gesproken over een toekomstige ban op windtunnels rond 2030, waarbij teams volledig op CFD zouden moeten vertrouwen. Dat zou kosten besparen en energie-efficiënter zijn. Maar engineers waarschuwen dat de technologie nog niet zo ver is om een F1-auto volledig virtueel te ontwikkelen zonder veiligheidsrisico's.
Praktijkvoorbeeld
Stel dat een team een nieuw voorvleugelontwerp wil testen. Vroeger moesten ze het onderdeel produceren, in de windtunnel plaatsen en dan meten. Nu kunnen ze met CFD eerst tientallen varianten doorrekenen op de computer. Alleen de beste ontwerpen gaan daarna naar de windtunnel voor verdere validatie. Zo besparen teams waardevolle windtunnel-uren en blijven ze binnen hun budget.