Auch McLaren-Mercedes setzt voll auf CFD

(Motorsport-Total.com) - Die Aerodynamik eines Formel-1-Boliden wird heute intensiv über komplexe Computersimulationen optimiert. McLaren-Mercedes setzt für diese alles entscheidende Aufgabe bei der Entwicklung seiner Fahrzeuge erneut auf Technologie von SGI. Ergebnis: vervierfachte Produktivität und ein schnellerer Rennwagen.

McLaren gehört zu den erfolgreichsten Teams in der Geschichte der Formel 1. 150 Grand-Prix-Siege, elf Meistertitel in der Fahrer- und acht Titel in der Konstrukteurswertung weist die Statistik aus. Derzeit liegt das Team mit 19 Punkten Vorsprung an der Spitze der Konstrukteurswertung. Lewis Hamilton und Fernando Alonso belegen Platz eins und zwei in der Fahrerwertung. Neueinsteiger Hamilton hat zudem geschafft, was noch keinem anderen Formel-1-Piloten vor ihm gelang: Er hat sich in den ersten neun Rennen der Saison 2007 in Folge einen Platz auf dem Siegerpodest erkämpft.#w1#

Aerodynamik ist der wichtigste Faktor

McLaren-Managing-Director Jonathan Neale verrät das Erfolgsrezept: "Ein wesentlicher Faktor ist die Aerodynamik. Um sie kontinuierlich zu verbessern, verändern wir das Fahrzeug ständig und testen das dann auf der Rennstrecke. Vor allem strömungsmechanische Berechnungen haben uns in den vergangenen Jahren sehr weit gebracht."

Diese auch als Computational Fluid Dynamics (CFD) bezeichneten Simulationen berechnen die Zirkulation des Luftstroms bei einem Formel-1-Fahrzeug. Sie helfen, die Formgebung zu optimieren und durch die richtige Aerodynamik eine entsprechend gute Kurvenlage zu erreichen. Ein hoher Anpressdruck erhöht die Haftreibung der Reifen vor allem in den Kurven, die der Fahrer so mit möglichst hoher Geschwindigkeit fahren kann.

Ein weiteres wichtiges Ziel der Formel-1-Autobauer ist es, den Luftwiderstand des Fahrzeugs zu minimieren, damit es auf der Geraden optimal beschleunigt. Grundsätzlich hilft CFD, das Fahrverhalten des Formel-1-Boliden besser zu verstehen: bei Seitenwind, in Kurven, beim Lenken oder auf gerader Strecke, wo man mit verschiedenen Einstellungen des Fahrwerks experimentiert.

McLaren nutzt CFD bereits seit einigen Jahren. Seit 2005 ist SGI offizieller Lieferant für Supercomputing, Storage und Computertechnik für Visualisierungen. Damals stattete sich McLaren mit einem SGI-Altix-Supercomputer, mit Visualisierungslösungen und mit dem Speichersystem SGI-InfiniteStorage in Kombination mit Shared-Filesystem-CXFS aus. Seitdem hat das Unternehmen seine SGI-Infrastruktur schrittweise ausgebaut. Erst kürzlich kamen zwei SGI-Altix-Supercomputer sowie die Datenmanagementsoftware Data-Migration-Facility (DMF) hinzu.

"Die Vorzüge von CFD zeigen sich insbesondere in unseren Tests im Windkanal. Dank des Ausbaus der SGI-Plattform ist die Qualität der Komponenten, die später im Windkanal geprüft werden, über die letzten Jahre kontinuierlich gestiegen", beschreibt Mark Taylor, Leiter des CFD-Bereichs bei McLaren, die Situation. "Wir haben ein viel besseres Verständnis für den Einfluss eines neuen Bauteils auf die Leistung des Wagens, noch bevor wir es in den Windkanal schicken. So erreichen wir, dass immer mehr Komponenten, die wir mit CFD optimiert haben, im Fahrzeug verbaut werden."

Rascher Zugriff auf die Daten entscheidend

Weil man bei McLaren Modelle mit mehreren 100 Millionen Zellen berechnet, entstehen sehr große Datenmengen, deren Verwaltung die nächste Herausforderung darstellt. Der Zugriff auf die Daten einer ganzen Rennsaison muss jederzeit möglich sein, ohne die verfügbaren Scratch-Speicher bis an die Kapazitätsgrenzen auszulasten.

Deshalb wurde im Januar 2007 die Datenmanagementlösung DMF eingeführt. Mit dieser Lösung werden Daten in Abhängigkeit ihres Alters automatisch aus dem Onlinezugriff auf Band gespeichert. So verwaltet sich der vorhandene Scratch-Speicher, auf den sich schnell zugreifen lässt, quasi von selbst. Auch wenn DMF die Dateien ausgelagert hat, stehen sie dem CFD-Team dennoch über die Bandspeicherung jederzeit zur Verfügung.

"Mit der DMF-Lösung steigern wir die Effizienz unserer Arbeit enorm", erklärt Taylor. "Unsere letzte Erweiterung der SGI-Plattform war - wenn man so will - sogar zu erfolgreich. Wir erzeugten eine noch größere Menge an aussagekräftigen Berechnungen, die wir natürlich für unseren Konstruktionsprozess nutzen wollten. Vor der Einführung von DMF mussten wir Dateien löschen, die wir lieber für einen späteren Zugriff gespeichert hätten. Jetzt können wir die kompletten Daten einer ganzen Saison speichern und so unser Konstruktionswissen langfristig sichern."

"Wir denken heute schon an die nächste Formel-1-Saison. Weil sich die Regeln des Dachverbands für 2008 nicht wesentlich ändern werden, sind Erkenntnisse aus den Berechnungen für den MP4-22, unser jetziges Modell, eine wichtige Ausgangsinformation. Sie werden die Entwicklung des Nachfolgers MP4-23 stark beeinflussen. Außerdem wird die Anzahl von Testfahrten reduziert. Das heißt: Simulationen gewinnen weiter an Bedeutung, um die Leistung des Rennwagens noch mehr zu steigern", so Taylor abschließend.