Das Formel-1-Team McLaren-Mercedes hat sich jetzt im Sektor Strömungsmechanik (Computational Fluid Dynamics, CFD) für SGI als neuen offiziellen Ausrüster für High-Performance-Computing (HPC), High-Performance-Visualisierung (HPV) und Storage entschieden. Aerodynamik spielt eine zentrale Rolle beim harten Kampf der Ingenieure, die Rundenzeiten der F1-Fahrzeuge um die heute entscheidenden Sekundenbruchteile zu verkürzen. Bei den komplexen Strömungssimulationen wird das Team für die eigentlichen Berechnungsaufgaben die HPC-Plattform SGI® Altix® einsetzen; für die visuelle interaktive Darstellung und die Analyse der Berechnungsergebnisse erhalten die Ingenieure ein Visual-Computing-System ´Silicon Graphics Prism´.
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Der Rennstall setzt CFD ein, um bei seinem Formel-1-Boliden MP4-20 die Luftströmung entlang der Außenhaut und der zu kühlenden Fahrzeugteile zu simulieren und damit in erster Linie die Form des Rennwagens voranzuentwickeln. Bei dem MP4-20, der am ´McLaren Technology Centre´ im englischen Woking entworfen, entwickelt und gefertigt wird, geht es, wie auch bei anderen F1-Fahrzeugen, darum, zwei sich prinzipiell entgegen stehende Ziele zu erreichen:
Zum einen soll ausreichend Abtrieb erzeugt werden. Er sorgt für mehr Grip, für mehr Reifenhaftung, die dem Fahrer erlaubt, rutschfreier und somit schneller durch Kurven zu steuern sowie auch punktgenauere Bremsmanöver durchzuführen. Zum anderen gilt es, den Luftwiderstand gering zu halten, so dass sich die hohe Geschwindigkeit in den Geraden zu immer neuen Top-Speeds steigern und auch der spezifische Benzinverbrauch reduzieren lässt. Abtrieb schaffen die Ingenieure vorwiegend durch entsprechende Gestaltung und eine möglichst steile Anstellung der Front- und Heck-Flügel (die umgekehrt wie die Tragfläche eines Flugzeugs wirken). Je steiler sie stehen, desto besser der Grip, desto schlechter jedoch der Luftwiderstand.
Die Optimierung des Gesamtkonzepts, und dies für unterschiedlichste Renn-Konfigurationen, ist eine enorme Herausforderung an die CFD-Ingenieure. Mit Hilfe der CFD-Simulationen kämpfen sie aber auch um bessere Einblicke in das Fahrverhalten bei Ausbildung komplexer, dynamischer Strömungsverhältnisse - etwa wenn der Pilot zur Kurve lenkt und die eingeschlagenen Vorderräder zu Verwirbelungen führen; wie Scherwinde die Spurstabilität des Wagens beeinflussen; oder wie der Wagen ins Rollen gerät, wenn er über Pisten-Unebenheiten rast und sich die Bodenfreiheit unter ihm dynamisch verändert.
Integrierte Lösung - für schnellere Simulation und schnellere Analyse
Jonathan Neale, Managing Director von McLaren Racing: “SGI erlaubt uns, mit Hilfe von CFD-Simulationen zu Design-Lösungen für bessere Rundenzeiten zu kommen. Durch Einsatz der integrierten Lösung, wie wir sie nun aus einer HPC-Maschine SGI Altix und einer Visualisierungsplattform Silicon Graphics Prism erhalten, werden wir schnellere und genauere CFD-Simulationsläufe erhalten.”
Auf dem Altix-System wird das Areodynamik-Team die Simulationsrechnungen durchführen und das digitale Fahrzeugmodell über schrittweise Modifikationen sowie unter Einbeziehung erfasster Daten vorantreiben. Mit Hife der Maschine testen die Ingenieure auf virtuelle Weise vielfältige Formgestaltungen durch und evaluieren, welche der Eingriffe die Luftströmungsverhältnisse im Hinblick auf das übergeordnete Ziel verkürzter Rundenzeiten zu verbessern vermögen.
Die Simulation-Jobs werden über das Prism-System in die Altix-HPC-Maschine geladen, dort in eine Warteschlange eingeschleust, abgearbeitet und in Form des Rechenergebnisses wieder zurück auf das Prism-System geschickt. Prism erlaubt dann, die 3D-graphische Darstellung und interaktive Analyse der Ergebnisse; die Ingenieure können die Entwurfsänderungen gemeinsam durchgehen und absichern.
VAN plus CXFS - für allseitigen Zugriff und optimierten Workflow
Die Prism-Plattform wird als zentrale Ressource ein Visual-Area-Network (VAN) treiben - und unter Nutzung des Shared-Filesystems SGI CXFS hocheffiziente gemeinschaftliche Nutzungsmöglichkeiten bieten: Innerhalb der VAN-Umgebung können alle McLaren-Ingenieure rund um die Uhr und jeden Tag in der Woche sehr schnell auf die Daten zugreifen, ohne dass Files über das Netzwerk bewegt werden müssen. VAN und CXFS hilft, Workflow und Produktivität zu steigern.
Tim Butchart, Managing Director von SGI UK / Irland: “Formel-1-Rennen, das steht für permanentes Streben nach Platz 1 und für ständiges Verschieben der Grenzen des technisch Machbaren. Die Grenzen des technisch Erreichbaren immer weiter auszudehnen, das ist das, was SGI auf dem Gebiet des CFD-Hochleistungsrechnens macht. Es ist eine gute Partnerschaft."
McLaren ist in den letzten 20 Jahren zu einem der erfolgreichsten Teams der Formel-1 geworden. Das Team hat bisher 141 Grandprix-Siege errungen (inkl. des letzten Siegs, am 12. Juni in Kanada, mit Motoren-Partner Mercedes Benz).
Bild: 12. Juni, 2005, Grandprix von Kanada - F1-Pilot Kimi Raikkonen vom Team McLaren-Mercedes passiert als Erster die Ziellinie.
McLaren Racing (www.mclaren.com)
McLaren Racing, das Unternehmen hinter McLaren-Mercedes, kann bisher den Gewinn von 11 Fahrerweltmeisterschaften und 8 Konstrukteursmeisterschaften verzeichnen. McLaren tritt zu F1-Rennen seit 1966 an und ist mit 140 Grandprix-Siegen eines der erfolgreichsten Teams der Arena. Insgesamt hat McLaren 585 Rennen bestritten. Das ´McLaren Technology Centre´ in Woking, das neue Hauptquartier der McLaren-Gruppe, wurde auf einem 50 Hektar großen Areal hochgezogen. Das Centre umfasst Entwurfsstudios, Labors, F&E-Einrichtungen, Elektronikentwicklung, Maschinenwerkstatt und Produktionseinrichtungen für die Fahrzeuge des McLaren-Mercedes-Teams sowie für den Mercedes-Benz SLR McLaren.
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Der Rennstall setzt CFD ein, um bei seinem Formel-1-Boliden MP4-20 die Luftströmung entlang der Außenhaut und der zu kühlenden Fahrzeugteile zu simulieren und damit in erster Linie die Form des Rennwagens voranzuentwickeln. Bei dem MP4-20, der am ´McLaren Technology Centre´ im englischen Woking entworfen, entwickelt und gefertigt wird, geht es, wie auch bei anderen F1-Fahrzeugen, darum, zwei sich prinzipiell entgegen stehende Ziele zu erreichen:
Zum einen soll ausreichend Abtrieb erzeugt werden. Er sorgt für mehr Grip, für mehr Reifenhaftung, die dem Fahrer erlaubt, rutschfreier und somit schneller durch Kurven zu steuern sowie auch punktgenauere Bremsmanöver durchzuführen. Zum anderen gilt es, den Luftwiderstand gering zu halten, so dass sich die hohe Geschwindigkeit in den Geraden zu immer neuen Top-Speeds steigern und auch der spezifische Benzinverbrauch reduzieren lässt. Abtrieb schaffen die Ingenieure vorwiegend durch entsprechende Gestaltung und eine möglichst steile Anstellung der Front- und Heck-Flügel (die umgekehrt wie die Tragfläche eines Flugzeugs wirken). Je steiler sie stehen, desto besser der Grip, desto schlechter jedoch der Luftwiderstand.
Die Optimierung des Gesamtkonzepts, und dies für unterschiedlichste Renn-Konfigurationen, ist eine enorme Herausforderung an die CFD-Ingenieure. Mit Hilfe der CFD-Simulationen kämpfen sie aber auch um bessere Einblicke in das Fahrverhalten bei Ausbildung komplexer, dynamischer Strömungsverhältnisse - etwa wenn der Pilot zur Kurve lenkt und die eingeschlagenen Vorderräder zu Verwirbelungen führen; wie Scherwinde die Spurstabilität des Wagens beeinflussen; oder wie der Wagen ins Rollen gerät, wenn er über Pisten-Unebenheiten rast und sich die Bodenfreiheit unter ihm dynamisch verändert.
Integrierte Lösung - für schnellere Simulation und schnellere Analyse
Jonathan Neale, Managing Director von McLaren Racing: “SGI erlaubt uns, mit Hilfe von CFD-Simulationen zu Design-Lösungen für bessere Rundenzeiten zu kommen. Durch Einsatz der integrierten Lösung, wie wir sie nun aus einer HPC-Maschine SGI Altix und einer Visualisierungsplattform Silicon Graphics Prism erhalten, werden wir schnellere und genauere CFD-Simulationsläufe erhalten.”
Auf dem Altix-System wird das Areodynamik-Team die Simulationsrechnungen durchführen und das digitale Fahrzeugmodell über schrittweise Modifikationen sowie unter Einbeziehung erfasster Daten vorantreiben. Mit Hife der Maschine testen die Ingenieure auf virtuelle Weise vielfältige Formgestaltungen durch und evaluieren, welche der Eingriffe die Luftströmungsverhältnisse im Hinblick auf das übergeordnete Ziel verkürzter Rundenzeiten zu verbessern vermögen.
Die Simulation-Jobs werden über das Prism-System in die Altix-HPC-Maschine geladen, dort in eine Warteschlange eingeschleust, abgearbeitet und in Form des Rechenergebnisses wieder zurück auf das Prism-System geschickt. Prism erlaubt dann, die 3D-graphische Darstellung und interaktive Analyse der Ergebnisse; die Ingenieure können die Entwurfsänderungen gemeinsam durchgehen und absichern.
VAN plus CXFS - für allseitigen Zugriff und optimierten Workflow
Die Prism-Plattform wird als zentrale Ressource ein Visual-Area-Network (VAN) treiben - und unter Nutzung des Shared-Filesystems SGI CXFS hocheffiziente gemeinschaftliche Nutzungsmöglichkeiten bieten: Innerhalb der VAN-Umgebung können alle McLaren-Ingenieure rund um die Uhr und jeden Tag in der Woche sehr schnell auf die Daten zugreifen, ohne dass Files über das Netzwerk bewegt werden müssen. VAN und CXFS hilft, Workflow und Produktivität zu steigern.
Tim Butchart, Managing Director von SGI UK / Irland: “Formel-1-Rennen, das steht für permanentes Streben nach Platz 1 und für ständiges Verschieben der Grenzen des technisch Machbaren. Die Grenzen des technisch Erreichbaren immer weiter auszudehnen, das ist das, was SGI auf dem Gebiet des CFD-Hochleistungsrechnens macht. Es ist eine gute Partnerschaft."
McLaren ist in den letzten 20 Jahren zu einem der erfolgreichsten Teams der Formel-1 geworden. Das Team hat bisher 141 Grandprix-Siege errungen (inkl. des letzten Siegs, am 12. Juni in Kanada, mit Motoren-Partner Mercedes Benz).
Bild: 12. Juni, 2005, Grandprix von Kanada - F1-Pilot Kimi Raikkonen vom Team McLaren-Mercedes passiert als Erster die Ziellinie.
McLaren Racing (www.mclaren.com)
McLaren Racing, das Unternehmen hinter McLaren-Mercedes, kann bisher den Gewinn von 11 Fahrerweltmeisterschaften und 8 Konstrukteursmeisterschaften verzeichnen. McLaren tritt zu F1-Rennen seit 1966 an und ist mit 140 Grandprix-Siegen eines der erfolgreichsten Teams der Arena. Insgesamt hat McLaren 585 Rennen bestritten. Das ´McLaren Technology Centre´ in Woking, das neue Hauptquartier der McLaren-Gruppe, wurde auf einem 50 Hektar großen Areal hochgezogen. Das Centre umfasst Entwurfsstudios, Labors, F&E-Einrichtungen, Elektronikentwicklung, Maschinenwerkstatt und Produktionseinrichtungen für die Fahrzeuge des McLaren-Mercedes-Teams sowie für den Mercedes-Benz SLR McLaren.
