Bu Reklamı Kapat
Bu Reklamı Kapat

Süperbilgisayarlar, Yeni Formula 1 Araçlarının Tasarımına Güç Katıyor!

Süperbilgisayarlar, Yeni Formula 1 Araçlarının Tasarımına Güç Katıyor! Pixabay
6 dakika
2,483
  • Aerodinamik
  • Mühendislik Teknolojileri

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.

Bu Reklamı Kapat

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.

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:

Bu Reklamı Kapat

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:

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

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.

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.

Bu Reklamı Kapat

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.
Okundu Olarak İşaretle
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Merak Uyandırıcı! 3
  • İnanılmaz 2
  • Muhteşem! 1
  • Tebrikler! 0
  • Bilim Budur! 0
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 0
  • Güldürdü 0
  • Umut Verici! 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  1. Türev İçerik Kaynağı: Amazon Science | Arşiv Bağlantısı
Bu Reklamı 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 29/05/2022 04:56:12 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.

Bu Reklamı Kapat
Size Özel (Beta)
İçerikler
Sosyal
Gıda
Balıkçılık
Göz
Elementler
Şehir
Hasta
Ekoloji
Hayvanlar Alemi
Kütle
Evren
Kurbağa
Kimyasal Evrim
Maske Takmak
Işık Hızı
Kök Hücre
Toplum
Yağ
Tespit
Hamile
Fizik
Bitkiler
Uzun
Entomoloji
Aile
Diş Hastalıkları
Aklımdan Geçen
Komünite Seç
Aklımdan Geçen
Fark Ettim ki...
Bugün Öğrendim ki...
İşe Yarar İpucu
Bilim Haberleri
Hikaye Fikri
Başlık
Kafana takılan neler var?
Bağlantı
Gönder
Ekle
Soru Sor
Daha Fazla İçerik Göster
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 katmak için hemen buraya tıklayın.
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
EA Akademi
Evrim Ağacı Akademi (ya da kısaca EA Akademi), 2010 yılından beri ürettiğimiz makalelerden oluşan ve kendi kendinizi bilimin çeşitli dallarında eğitebileceğiniz bir çevirim içi eğitim girişimi! Evrim Ağacı Akademi'yi buraya tıklayarak görebilirsiniz. Daha fazla bilgi için buraya tıklayın.
Etkinlik & İlan
Bilim ile ilgili bir etkinlik mi düzenliyorsunuz? Yoksa bilim insanlarını veya bilimseverleri ilgilendiren bir iş, staj, çalıştay, makale çağrısı vb. bir duyurunuz mu var? Etkinlik & İlan Platformumuzda paylaşın, milyonlarca bilimsevere ulaşsın.
Podcast
Evrim Ağacı'nın birçok içeriğinin profesyonel ses sanatçıları tarafından seslendirildiğini biliyor muydunuz? Bunların hepsini Podcast Platformumuzda dinleyebilirsiniz. Ayrıca Spotify, iTunes, Google Podcast ve YouTube bağlantılarını da bir arada bulabilirsiniz.
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

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
Geri Bildirim Gönder
Reklamsız Deneyim

Evrim Ağacı'nda reklamları 2 şekilde kapatabilirsiniz:

  1. Ücretsiz üye girişi yapmak: Sitedeki reklamların %50 kadarını kapatmak için ücretsiz bir Evrim Ağacı üyeliği açmanız ve sitemizi/uygulamamızı kullanmanız yeterli!

  2. Maddi destekçilerimiz arasına katılmak: Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, sitemizin/uygulamamızın çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, %100 reklamsız ve çok daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.

Kreosus

Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.

Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.

Patreon

Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.

Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.

YouTube

YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.

Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.

Diğer Platformlar

Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.

Giriş yapmayı unutmayın!

Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.

Destek Ol

Devamını Oku
Evrim Ağacı Uygulamasını
İndir
Chromium Tabanlı Mobil Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
İlk birkaç girişinizde zaten tarayıcınız size uygulamamızı indirmeyi önerecek. Önerideki tuşa tıklayarak uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu öneriyi, yukarıdaki videoda görebilirsiniz. Eğer bu öneri artık gözükmüyorsa, Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Chromium Tabanlı Masaüstü Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
Yeni uygulamamızı kurmak için tarayıcı çubuğundaki kurulum tuşuna tıklayın. "Yükle" (Install) tuşuna basarak kurulumu tamamlayın. Dilerseniz, Evrim Ağacı İleri Web Uygulaması'nı görev çubuğunuza sabitleyin. Uygulama logosuna sağ tıklayıp, "Görev Çubuğuna Sabitle" seçeneğine tıklayabilirsiniz. Eğer bu seçenek gözükmüyorsa, tarayıcının Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Safari Mobil Uygulama
Sırasıyla Paylaş -> Ana Ekrana Ekle -> Ekle tuşlarına basarak yeni mobil uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu basamakları görmek için yukarıdaki videoyu izleyebilirsiniz.

Daha fazla bilgi almak için tıklayın

Önizleme
Görseli Kaydet
Sıfırla
Vazgeç
Ara
Alıntı Ekle
Kurallar
Komünite Kuralları
Bu komünite, fark edildiğinde ufku genişleten tespitler içindir. Yapacağınız paylaşımlar Evrim Ağacı'nın kurallarına tabidir. Ayrıca bu komünitenin ek kurallarına da uymanız gerekmektedir.
1
Formu olabildiğince eksiksiz doldurun.
Girdiğiniz sözün/alıntının kaynağı ne kadar açıksa o kadar iyi. Açıklama kısmına kitabın sayfa sayısını veya filmin saat/dakika/saniye bilgisini girebilirsiniz.
2
Anonimden kaçının.
Bazı sözler/alıntılar anonim olabilir. Fakat sözün anonimliğini doğrulamaksızın, bilmediğiniz her söze/alıntıya anonim yazmayın. Bu tür girdiler silinebilir.
3
Kaynağı araştırın ve sorgulayın.
Sayısız söz/alıntı, gerçekte o sözü hiçbir zaman söylememiş/yazmamış kişilere, hatalı bir şekilde atfediliyor. Paylaşımınızın site geneline yayılabilmesi için kaliteli kaynaklar kullanın ve kaynaklarınızı sorgulayın.
4
Ofansif ve entelektüel düşünceden uzak sözler yasaktır.
Gerilim, tersleme, tahrik, taciz, alay, dedikodu, trollük, vurdumduymazlık, duyarsızlık, ırkçılık, bağnazlık, nefret söylemi, azınlıklara saldırı, fanatizm, holiganlık, sloganlar yasaktır.
5
Sözlerinizi tırnak (") içine almayın.
Sistemimiz formatı otomatik olarak ayarlayacaktır.
Gönder
Bu Eseri Neden Tavsiye Ediyorsun?
Aşağıdaki kutuya, isimli neden tavsiye ettiğini girebilirsin. Ne kadar detaylı ve kapsamlı bir analiz yaparsan, bu eseri [OKUMAK/İZLEMEK] isteyenleri o kadar doğru ve fazla bilgilendirmiş olacaksın. Tavsiyenin faydalı bulunması halinde Evrim Ağacı kullanıcılarından daha fazla UP kazanman mümkün olacak. Tavsiyenin sadece negatif içerikte olamayacağını, eğer bu sistemi kullanıyorsan tavsiye ettiğin içeriğin pozitif taraflarından bahsetmek zorunda olduğunu lütfen unutma. Yapıcı eleştiri hakkında daha fazla bilgi almak için burayı okuyabilirsin.
Tavsiye Et