¿Que es el CFD? - Veamos un poco de Aerodinámica

En la Fórmula 1, la aerodinámica se empezó a implementar en la década de los 70.Desde entonces y hasta ahora han cambiado mucho las cosas. 
Actualmente la aerodinámica es una de las líneas básicas por donde los ingenieros pueden trabajar y evolucionar el monoplaza. 


Pero... ¿que es la aerodinámica? 
Es la rama de la mecánica de fluidos que estudia las fuerzas que aparecen cuando un cuerpo se mueve por un fluido.
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 costos muy bajos comparados con el túnel de viento. 
No obstante, este tipo de simulación numérica puede tener un error cercano al 10%. Por lo que 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 sea ésta y más información pueda tratar al mismo tiempo, más se va a reducir el tiempo de cálculo.
Esas supercomputadoras normalmente son dedicados exclusivamente para el procesado y calculo de simulaciones CFD. 

Supercomputadora

Renault tiene la suya propia de hace un año y es una de las mejores en la Fórmula 1. Su nombre es Xtreme-X Supercomputer y está fabricada en los 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 aparatote, hagamos 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.

Por eso, la simulación CFD no es la verdad absoluta, sino que indica caminos a seguir, por dónde, encontrar ciertas soluciones y más. A pesar de ello, hay un equipo en la actual parrilla de Fórmula 1 que sólo ha utilizado este método para el desarrollo de su monoplaza, Virgin Racing.