Автогонки в классе Формула-1 остаются самым популярным зрелищем в автоспорте, хотя более чем за полвека с момента основания сама концепция F1 успела претерпеть существенные изменения.
В наши дни болиды проектируется при самом активном использовании вычислительных технологий. Совсем недавно был завершён проект аэродинамической симуляции для нового поколения гоночных машин, которое примет участие в сезоне 2021 года.
Облачные супервычисления становятся всё более популярны и в описываемом проекте вычислительной аэродинамики (CFD) приняла участие компания Amazon, которая с помощью услуги Amazon Elastic Compute Cloud (EC2) предоставила в распоряжение Formula One Group более 1150 вычислительных ядер.
Использование инстансов C5n с процессорами Intel Xeon Scalable и сетью класса 100G позволило сократить время расчётов на 70% ‒ серьёзное улучшение с учётом того, что весь проект длился полгода и обсчитывал более 550 млн контрольных точек.
Этот проект весьма важен. Если в 70-80-ые годы прошлого века разработчики Формулы-1 вкладывались в экзотические компоновки и мощность двигателя, то в 21-ом веке такому подходу пришла на смену тщательная оптимизация уже существующих решений, в том числе, и в области аэродинамики. Дело в том, что маневренность болида напрямую зависит от его сцепления с дорогой, причём, серьёзную долю этого сцепления приносит прижимная сила, создаваемая антикрыльями и диффузерами под днищем машины.
Но машина не движется по трассе одна и близкое соседство с другими машинами может приводить к существенным потерям прижимной силы. Всего лишь на расстоянии одного корпуса от лидера потери могут составлять до 50% для догоняющего, что, естественно, весьма усложняет ему жизнь, затрудняя удержание машины на курсе и усложняя обгон. Именно с целью снижения подобных потерь и был задуман совместный проект Формулы-1 и AWS.
С помощью пакета OpenFOAM, позволяющего симулировать поведение жидкостей или газов, были получены необходимые данные. Это позволило проектировщикам создать новый болид, теряющий лишь 15% прижимной силы в условиях, аналогичных описанным выше. Новинка получила новый, оптимизированный корпус со специальными тоннелями под днищем и иное переднее антикрыло. Была упрощена подвеска. Впервые на практике будут использованы новые низкопрофильные 18-дюймовые покрышки.
Конструкторы Формулы-1 планируют продолжить использование «виртуального суперкомпьютера» AWS для дальнейшей оптимизации проекта. В будущем количество вычислительных ядер должно быть доведено до 2300, к делу подключатся инструменты машинного обучения Amazon SageMaker.
