【翻訳】VERUS、風洞へ — なぜCFDを風洞で検証するのか

VERUS Engineeringは、自社ウィングのテストと検証のため風洞に向かいます。この記事では、何をテストするのか、どの規模で行うのかを説明します。日常のR&Dには依然としてCFDがコスト対効果に優れた適切なアプローチですが、この風洞テストにより、CFDセットアップが実世界の現象を正確に再現できているかを確認できます。本記事は、VERUS公式ブログ「Verus Heads to the Wind Tunnel」(2018年12月20日／Eric Hazen)を、日本正規代理店RK-ONLINEが翻訳・編集したものです。

なぜ風洞に行くのか

一言で言えば、検証(バリデーション)のためです。制御された実世界のシミュレーションとCFD解析を突き合わせれば、CFD解析の精度をより深く理解し、把握できます。VERUSはこれまでもひずみゲージ計測、惰行(コーストダウン)テストなど様々な実証でCFDを検証してきましたが、これほど高精度の検証は初めてです。世界水準の風洞でウィングCFDを検証することで、ANSYS内のセットアップが正しく、公開する数値が実世界の結果に即していることを担保できます。

なぜ車両に付けず単体で検証するのか

コスト、時間、そして精度のためです。リアウィング単体(今回は少なくとも2種類のプロファイルをテスト)の検証は費用が大幅に安く、それでいて解析結果の検証として成立します。リアウィングのCFDと風洞が密に相関するなら、同等のメッシュ品質とセットアップによる車両全体の解析も相関すると推定できます。複数のウィングプロファイルを風洞に投入する方が、車両丸ごとやトランクの交換作業よりはるかに早く簡単で、風洞での時間と費用を節約できます。

また、ウィング単体テストなら、リアウィングの前にある車両の影響を排除できます。車両が前にあると、ウィング自体が生み出すダウンフォースとドラッグの切り分けが難しくなり、データが濁って誤差要因になります。CFD検証が目的なら、ウィング単体テストが疑いなく優れた選択です。

どのようにテストするのか

テストはすべて、インディアナポリスのARC(Auto Research Center)と共同で実施します。ARCはウィングテスト専用のスティング(保持装置)を備えた最先端の風洞を保有し、IndyCarやNASCARのチームとも仕事をしている施設です。テスト手順とデータ収集もARCがサポートします。ウィングは風速100MPH(約161km/h)で、各プロファイルについて複数の迎角をテストします。

なぜ今になって風洞なのか、もっと早くやらなかったのか

資金です。VERUSは今も小さな企業であり、必須とは言えない検証プロセスに割ける余剰資金がありませんでした。すでに、CFDと風洞の既知値が公開されているベンチマークモデル——Ahmedモデル、DrivAerモデル、Perrinn LMP1車両——との比較で自社のCFDを検証済みでした。これらは長年にわたって実施してきたベンチマークテストです。

しかし会社の成長に伴い、R&Dに使える資金が増えました。リアウィング解析の検証は、信頼性と知見を高め、今後のCFD解析アプローチが正しいことを再確認するものになると考えています。

結論

リアウィングプロファイルの検証は、VERUSのCFD解析が実世界のテストに即していることを確固たるものにする重要なステップです。レースチームがこの種のテストを行うのも、まさに同じ理由からです。

このテストの結果は翻訳記事「VERUS風洞実験レポート — CFDと実測の差は2%以下」で公開されています。原文はこちら(VERUS公式ブログ・英語)でご覧いただけます。

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