Paylaşım Yap
Tüm Reklamları Kapat

Süperbilgisayarlar, Yeni Formula 1 Araçlarının Tasarımına Güç Katıyor!

Süperbilgisayarlar, Yeni Formula 1 Araçlarının Tasarımına Güç Katıyor! Pixabay
6 dakika
3,377
Tarihi Geçmiş Haber

Bu haber 2 yıl öncesine aittir. Haber güncelliğini yitirmiş olabilir; ancak arşivsel değeri ve bilimsel gelişme/ilerleme anlamındaki önemi dolayısıyla yayında tutulmaktadır. Ayrıca konuyla ilgili gelişmeler yaşandıkça bu içerik de güncellenebilir.

Tüm Reklamları Kapat

Mart'ta gerçekleşen 2022 Formula 1 yarış döneminde takımlar, hayranlara ve F1 pilotlarına uzun zamandır aradıkları rekabet ortamını yaratmak amacıyla yeni tasarlanmış arabalarıyla yarış pistinde boy gösterdiler. Formula 1'de baş aerodinamik uzmanı olan Simon Dodman şöyle açıklıyor:

Bu sporu takip eden herkes, pilotların telsiz konuşmalarında önlerindeki arabaya yeterince yaklaşamadıkları yönündeki şikayetleri dinlemiştir. Genellikle pilotlar, araçların yol tutuşunun ve yere basma kuvvetinin (İng: "downforce") azaldığından şikayet ederler.
Bir F1 aracının aerodinamiği
Bir F1 aracının aerodinamiği
Wikimedia Commons

F1 arabaları, yeryüzünde tasarımı kurallara tabi olan en hızlı pist araçlarıdır. Tekerleri açıkta olan bu arabalar, en üst seviye spor arabalardan yalnızca 20-30 km/s daha hızlı olmalarına karşın, yarattıkları güçlü aerodinamik bastırma kuvvetleri dolayısıyla kıvrımları spor arabalardan 5 kat hızlı alabilirler. Bu bastırma kuvvetleri, tıpkı uçakların kanatlarında oluşan ve onların havalanmasını sağlayan kaldırma kuvvetleri gibidir; ancak uçakların aksine, F1 araçlarında bu kuvvetler ters yönde, yere doğru kuvvet uygular.

Arabalar, yarış sırasında bir başka arabanın arkasına yaklaştıklarında, öndeki aracın kanatları ve gövdesi tarafından oluşturulan türbülans girdaplarından dolayı söz konusu yere basma kuvvetinin %50'si kadarını kaybederler. Öndeki araba tarafından oluşturulan türbülans, takipte olan arabanın kaymasına ve yol tutuşunu kaybetmesine neden olur. Takipteki arabanın pilotu yol tutuşunu kaybettiğini öndeki arabanın pilotundan daha önce fark eder, nihayetinde ayağını gaz pedalından çekmesi gerekir.

Tüm Reklamları Kapat

Yarışan F1 araçları
Yarışan F1 araçları
Chris Peeters

Amazon Web Hizmetleri'nde (AWS) hesaplamalı akışkanlar dinamiği (İng: "computational fluid dynamics" veya kısaca "CFD") baş uzmanı olan eski Formula 1 mühendisi Neil Ashton bu durumu şöyle özetliyor:

Dünyanın en iyi pilotları bile, bastırma kuvvetini kaybettiklerinde, önlerindeki arabayı sollayamayacak duruma gelirler.

Dodman ise şu açıklamada bulunuyor:

Bu, hava ya da su gibi bir akışkanın içinde hareket eden bir cismin arkasında bir bozulma yaratması kadar basittir. Arabalar ne kadar hızlı giderse, o kadar fazla bastırma kuvveti yaratırlar, böylece arkalarında yarattıkları girdap etkisi daha da büyür. Bu girdap etkisi, arkadaki arabaların performansını düşürür. Bir sürat teknesinin hemen arkasında başka bir sürat teknesi sürmeye çalıştığınızı ve suyun üzerinde hoplayıp durduğunuzu düşünün. Arabalarda yaşanan durum da bunun aynısıdır.

Hiç Kimse "İkinci En İyi" Arabayı Tasarlamak İstemez!

2019 yılından beri F1 mühendis ekibi ve AWS, yakın takip sırasında araçlar arası etkileşimin ardındaki bilimi keşfetmek ve nihayetinde pilotları güvende tutarken aynı zamanda hayranlara görülmeye değer bir rekabet sunmaya fırsat verecek yeni tasarım özellikleri geliştirmek amacıyla beraber çalışmaya başladılar. Dodler yarışların durumu hakkında şunları söylüyor:

Formula 1 yarışları, geçit törenine benzemesi ve rekabet açısından döngüsel bir spor olmasından dolayı kimin kazanacağını kestirmenin kolay olduğu yönünde sık sık eleştiriler alıyor. Hayranlar bol sollamanın olduğu, heyecan seviyesi yüksek yarışlar görmek istemekte; ancak yarışlarda bunu göremiyorlar. Onlara daha ilgi çekici bir deneyim sunmak ve yarışlarda eşit şartlar sağlamak adına bir şeyleri değiştirmemiz gerektiğini fark ettik.

F1 mühendis ekibinin görevi, aracın ulaşabildiği en yüksek hızı ve yere basma kuvveti derecesini korurken arkasında daha küçük girdaplar oluşturabilecek ve bunun yanında önündeki arabanın oluşturdu girdaptan olumsuz bir şekilde etkilenmeyecek bir araba tasarlamaktı. Formula 1'de baş teknoloji sorumlusu olan Pat Symonds, gözlemlerini şu şekilde aktarıyor:

Tüm Reklamları Kapat

Kimse bir arabayı ikinci olması amacıyla tasarlamaz. Bu proje için arabaların temiz havada gitmesinden öte başka bir arabanın arkasında nasıl performans gösterdiklerini inceledik.

F1 ekibi, zaman ve para bakımından verimsiz fiziksel testlere bel bağlamak yerine, F1 arabalarının etrafındaki hava gibi akışkanları sanal bir ortamda çalışabilecekleri hesaplamalı akışkanlar dinamiğinden yararlanmaktadır. Böylelikle arabanın herhangi bir parçasını üretmeye gerek kalmamaktadır. Formula 1 gibi şirketler, Navier-Stokes denklemlerinin (akışkanların hareketini tanımlamaya yarayan bir dizi denklem) bir çeşidini sayısal olarak çözerek, laptopları üzerinden türbülans akışlarının karmaşık doğası üzerinde çalışabilmektedir.[1]

Karmaşık Fizik ve Süperbilgisayarlar

Ashton, gerekli hesaplamalarla ilgili şunu söylüyor:

Bir F1 aracının viraj performansını ölçmek ancak devasa bir senaryo matrisini hesaplamakla mümkün oluyor. Bu sebeple F1'in çok sayıda yüksek performanslı bilgisayara (İng: "high performance computer" veya kısaca "HPC") erişimi gerekiyor.

Böylesi büyük bir hesaplamanın sürekli olarak yapılabilmesi için, sadece bu işe ayrılmış süperbilgisayarlar kullanıldı. Dodman şunları söylüyor:

Bu sayede sonuç alma, değerlendirme ve bir sonraki adıma geçme süremiz çok kısaldı. Sürecin büyük bir kısmını kısa yoldan halledebiliyorduk.

Kullanılan işlemci gücünü şöyle düşünebilirsiniz: En güçlü masaüstü bilgisayarlarda 64 işlemci çekirdeği bulunurken, F1 mühendislerinin yürüttükleri her simülasyon için 2.500'den fazla işlemci çekirdeğine erişimi bulunmaktaydı. Bu yüksek hızlı bilgisayarlar sayesinde ortalama simülasyon süresi 60 saatten 12 saate indi. Aynı zamanda ayrılan bütçenin küçük bir kısmı karşılığında satın alınan üstün bilgisayar performansı, işletme masraflarını da %30'a kadar azalttı.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Aslında maddi destek istememizin nedeni çok basit: Çünkü Evrim Ağacı, bizim tek mesleğimiz, tek gelir kaynağımız. Birçoklarının aksine bizler, sosyal medyada gördüğünüz makale ve videolarımızı hobi olarak, mesleğimizden arta kalan zamanlarda yapmıyoruz. Dolayısıyla bu işi sürdürebilmek için gelir elde etmemiz gerekiyor.

Bunda elbette ki hiçbir sakınca yok; kimin, ne şartlar altında yayın yapmayı seçtiği büyük oranda bir tercih meselesi. Ne var ki biz, eğer ana mesleklerimizi icra edecek olursak (yani kendi mesleğimiz doğrultusunda bir iş sahibi olursak) Evrim Ağacı'na zaman ayıramayacağımızı, ayakta tutamayacağımızı biliyoruz. Çünkü az sonra detaylarını vereceğimiz üzere, Evrim Ağacı sosyal medyada denk geldiğiniz makale ve videolardan çok daha büyük, kapsamlı ve aşırı zaman alan bir bilim platformu projesi. Bu nedenle bizler, meslek olarak Evrim Ağacı'nı seçtik.

Eğer hem Evrim Ağacı'ndan hayatımızı idame ettirecek, mesleklerimizi bırakmayı en azından kısmen meşrulaştıracak ve mantıklı kılacak kadar bir gelir kaynağı elde edemezsek, mecburen Evrim Ağacı'nı bırakıp, kendi mesleklerimize döneceğiz. Ama bunu istemiyoruz ve bu nedenle didiniyoruz.

Başlangıçta F1 haftada 20 ya da 30 simülasyon yürütmeyi planlamıştı; ancak yüksek hızlı bilgisayarlar sayesinde sayesinde bu sayı 80 ile 90 arasına çıkabildi. Dodman'a göre, F1 yarış takımlarının bile sahip olduğundan daha güçlü bilgi işlem gücüne olan erişimleriyle iki araba içeren simülasyonlar yürütmeleri mümkün oldu ve bu probleme daha önce kimsenin bakmadığı şekilde bakabildiler.

Fransa'daki Fédération Internationale de l'Automobile Genel Merkezi
Fransa'daki Fédération Internationale de l'Automobile Genel Merkezi
Wikimedia Commons

Simülasyonlar ve Devasa Veri

F1 ekibi, sadece altı ay içinde bir ve birden fazla arabanın bulunduğu 5000'den fazla simülasyon yürüttü. Elde edilen bu veriler, FIA (Fr: "Fédération Internationale de l'Automobile", Tür: "Uluslararası Otomobil Federasyonu", motor sporlarının uluslararası yönetim kurulu) tarafından yeni nesil arabalar için bir araba boyu mesafede yalnızca %15 bastırma kuvveti kaybı yaşayan araçların tasarımına önayak oldu. F1 takımları, 2022 yarış sezonu için tasarladıkları arabalarında bu veriler ışığında hazırlanan düzenlemeleri takip ettiler.

Arabalara eklenen yeni aerodinamik özellikler arasında tekerleklerin oluşturduğu girdabı kontrol eden cihazlar, hava akışını ön tekerlekten saptıran basitleştirilmiş bir ön kanat, kenarlardan havayı çekip takip eden aracın üzerine nakletmek amacıyla tasarlanmış bir arka kanat, basitleştirilmiş süspansiyon, ve taban altı hava kanalları yer almakta. Bu düzenlemeler ışığında bütün F1 araçları ilk defa 13 inç yerine 18 inç jantlar ve düşük profilli tekerlerle yarıştılar.

Bu özelliklerin eklenmesiyle öndeki aracın neden olduğu türbülanslı hava akımının azalması, takip eden aracın yere basma kuvvetinin ise artması sağlandı. Böylece arkadaki aracın aradaki farkı kapatmasına, belki de öne geçmesine imkan tanındı. Bu yeniliklerle ilgili Dodman şunları söylüyor:

Bu yeni tasarım, arabanın oluşturduğu girdabı daha yukarı taşıyarak takip eden aracın bu girdabın içinden geçmek yerine altından geçmesine olanak sağlıyor. Bu sayede pilotlar birbirlerine daha yakın bir şekilde yarışarak çok daha fazla sollama olanağına sahip olacaklar. Bunun yanında en hızlı ve en yavaş araçların arasında daha az mesafe olmasıyla haftadan haftaya farklı takımların kazanma olasılığı da doğmakta.
Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği kullanılarak yapılan bir F1 aracı simülasyonu
Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği kullanılarak yapılan bir F1 aracı simülasyonu
Wikimedia Commons

F1 ekibinin bu yeni tasarımlarını bir rüzgar tünelinde test etmeleri üzerine Ashton şöyle diyor:

Yapılan test ve simülasyonların sonuçlarının birbiriyle örtüşmesi oldukça olumlu karşılandı. Bu proje ile hesaplamalı akışkanlar dinamiği kullanarak karmaşık ve yüksek kaliteli mühendislik tasarım projelerinin yapılabileceği kanıtlandı.
Bu Makaleyi Alıntıla
Okundu Olarak İşaretle
33
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
Paylaş
Sonra Oku
Notlarım
Yazdır / PDF Olarak Kaydet
Bize Ulaş
Yukarı Zıpla

İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!

Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.

Soru & Cevap Platformuna Git
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • İnanılmaz 3
  • Merak Uyandırıcı! 3
  • Tebrikler! 2
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 2
  • Muhteşem! 1
  • Bilim Budur! 1
  • Umut Verici! 1
  • Güldürdü 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  1. Türev İçerik Kaynağı: Amazon Science | Arşiv Bağlantısı
Tüm Reklamları Kapat

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 23/07/2024 20:22:05 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/11693

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Keşfet
Akış
İçerikler
Gündem
Element
Venüs
Haber
Köpekgil
Doğru
Elementler
Evrim Ağacı
Elektrik
Diş Gelişimi
Nöronlar
Beyin
Abd
Yörünge
Kertenkele
Su
Gazetecilik
Müzik
Elektromanyetik
Evrimsel Süreç
Evrim Teorisi
Dünya Dışı Yaşam
Hücre
Aşı
Beslenme Davranışı
Kalıtım
Aklımdan Geçen
Komünite Seç
Aklımdan Geçen
Fark Ettim ki...
Bugün Öğrendim ki...
İşe Yarar İpucu
Bilim Haberleri
Hikaye Fikri
Video Konu Önerisi
Başlık
Gündem
Bugün bilimseverlerle ne paylaşmak istersin?
Bağlantı
Kurallar
Komünite Kuralları
Bu komünite, aklınızdan geçen düşünceleri Evrim Ağacı ailesiyle paylaşabilmeniz içindir. Yapacağınız paylaşımlar Evrim Ağacı'nın kurallarına tabidir. Ayrıca bu komünitenin ek kurallarına da uymanız gerekmektedir.
1
Bilim kimliğinizi önceleyin.
Evrim Ağacı bir bilim platformudur. Dolayısıyla aklınızdan geçen her şeyden ziyade, bilim veya yaşamla ilgili olabilecek düşüncelerinizle ilgileniyoruz.
2
Propaganda ve baskı amaçlı kullanmayın.
Herkesin aklından her şey geçebilir; fakat bu platformun amacı, insanların belli ideolojiler için propaganda yapmaları veya başkaları üzerinde baskı kurma amacıyla geliştirilmemiştir. Paylaştığınız fikirlerin değer kattığından emin olun.
3
Gerilim yaratmayın.
Gerilim, tersleme, tahrik, taciz, alay, dedikodu, trollük, vurdumduymazlık, duyarsızlık, ırkçılık, bağnazlık, nefret söylemi, azınlıklara saldırı, fanatizm, holiganlık, sloganlar yasaktır.
4
Değer katın; hassas konulardan ve öznel yoruma açık alanlardan uzak durun.
Bu komünitenin amacı okurlara hayatla ilgili keyifli farkındalıklar yaşatabilmektir. Din, politika, spor, aktüel konular gibi anlık tepkilere neden olabilecek konulardaki tespitlerden kaçının. Ayrıca aklınızdan geçenlerin Türkiye’deki bilim komünitesine değer katması beklenmektedir.
5
Cevap hakkı doğurmayın.
Bu platformda cevap veya yorum sistemi bulunmamaktadır. Dolayısıyla aklınızdan geçenlerin, tespit edilebilir kişilere cevap hakkı doğurmadığından emin olun.
Ekle
Soru Sor
Sosyal
Yeniler
Daha Fazla İçerik Göster
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
Evrim Ağacı'na Destek Ol

Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katın.

Evrim Ağacı'nı Takip Et!
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000
Bu Makaleyi Alıntıla
Evrim Ağacı Formatı
APA7
MLA9
Chicago
J. Moye, et al. Süperbilgisayarlar, Yeni Formula 1 Araçlarının Tasarımına Güç Katıyor!. (9 Mayıs 2022). Alındığı Tarih: 23 Temmuz 2024. Alındığı Yer: https://evrimagaci.org/s/11693
Moye, J., Özyazgan, O., Karagözoğlu, M. (2022, May 09). Süperbilgisayarlar, Yeni Formula 1 Araçlarının Tasarımına Güç Katıyor!. Evrim Ağacı. Retrieved July 23, 2024. from https://evrimagaci.org/s/11693
J. Moye, et al. “Süperbilgisayarlar, Yeni Formula 1 Araçlarının Tasarımına Güç Katıyor!.” Edited by Mert Karagözoğlu. Evrim Ağacı, 09 May. 2022, https://evrimagaci.org/s/11693.
Moye, Jay. Özyazgan, Okan. Karagözoğlu, Mert. “Süperbilgisayarlar, Yeni Formula 1 Araçlarının Tasarımına Güç Katıyor!.” Edited by Mert Karagözoğlu. Evrim Ağacı, May 09, 2022. https://evrimagaci.org/s/11693.
ve seni takip ediyor

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close