Tuesday, October 25, 2011

GreenBkk.com Michael Schumacher | Background info: Simulating New Circuits

Background info: Simulating New Circuits

25.10.2011

First time at the Buddh International Circuit - an explanation on how to prepare


The Formula One drivers will only turn a wheel for the first time at the Buddh International Circuit on Friday morning. But although those practice laps will mark the beginning of a new learning process, the teams and drivers are far from starting from zero when they actually take to the track. Preparations for the race have been underway for nearly a year - and by race day, around one million simulations of the race will already have been completed.

When did the team's first preparations begin for the inaugural Indian Grand Prix?
The process of preparing for a new race begins with the logistical challenges rather than the technical ones. The team's travel department conducted a recce of the local area in December 2010, and made hotel reservations shortly afterwards. The logistics crew generally make a visit around nine months ahead of the race, in order to plan the layout of the garage, access routes and storage areas. In terms of technical preparations, these begin with architects' plans of the circuit. The elevation and camber provided on these are used to construct a basic track map for virtual simulation, around six weeks before the event. This map is gradually improved as more information becomes available from the FIA and the circuit. In recent years, circuits have only been completed very shortly before the first race weekend - and the same is true for the inaugural Indian Grand Prix - which means the team cannot
make a digitised map of the track. Set-up simulations, which provide the baseline settings for the car at the start of the opening practice sessions, are carried out the week before the event.

What factors are taken into account when devising the baseline set-up?
Circuit characteristics can be distinguished from a basic two-dimensional map. Factors such as downforce levels, braking duty and g-force loadings are all a function of the circuit's geometry, and basic simulations will provide a direction for those parameters. Initial simulation suggests that the cars will spend around 65% of the lap at full throttle, with the longest full throttle period of 14.5 seconds,
between turns three and four. The cars will exceed 285 kph at three points around the lap, while the fastest corner is expected to be turn 12, which is expected to be taken at 255 kph. The maximum g-loading around the circuit is expected to be 4.0 G, at Turns 5, 9 and 11.

How is the driver-in-the-loop simulator used before the event?
The basic nature of the track map means that the simulator can only be used for basic familiarisation with the circuit, because the track map is not detailed enough to include information such as bumps and kerbs which influence set-up tuning. The team will generally complete around 100 laps (nearly two race distances) in the simulator, programmed with a variety of fuel loads and grip levels, to ensure as many possible scenarios as possible are covered. In addition to using the driver-in-the-loop simulator, the team conducts strategy simulations to analyse as many race outcomes as possible. By race day, we will have performed around one million iterations of the potential race, which are used to inform decisions about how to approach qualifying and the race itself.

What preparation do the drivers have to do for a new circuit?
Like with other circuits, they must be familiar with the KERS deployment schedule (when KERS is deployed to the greatest performance advantage around the circuit), the DRS zones and also the pit-entry and exit lines, for speed limiter activation and deactivation. In terms of learning the circuit, the drivers will conduct their usual track walk on Thursday to inspect it on foot, and potentially note specific signs and markings that they will need to be aware of when in the car. In terms of learning the circuit, this is an ongoing process through the weekend, as grip levels increase, and the team structures its practice programmes to give the drivers maximum time to familiarise themselves with the intricacies of the layout.

Which track does the new Buddh International Circuit most resemble?
The circuit has similarities to Turkey, with a long main straight and a very long, sweeping corner (Turns 10 and 11) that resembles the triple-apex Turn Eight in Turkey. However, while Turn Eight was taken with an average corner speed of 270 kph, in India the corners are expected to be taken at 170 kph (Turn 10) and 210 kph (Turn 11) respectively. The lap time and speed will be very much dependent on the grip level achieved by the Pirelli tyres on the new asphalt surface. A lap time of 1:25.000 would correspond to an average lap speed of 218 kph, while a lap time of 1:30.000 would equate to an average lap speed of 205 kph.



Hintergrund: Simulation neuer Rennstrecken

25.10.2011

Premiere auf dem Buddh International Circuit - eine Erklärung


Am Freitagvormittag gehen die Formel 1-Fahrer zum ersten Mal auf dem Buddh International Circuit auf die Strecke. Mit den ersten Trainingsrunden beginnt zwar ein neuer Lernprozess, doch die Teams und Fahrer beginnen keineswegs bei null. Die Vorbereitungen auf das Rennen laufen bereits seit fast einem Jahr - bis zum Rennen am Sonntag werden rund eine Million Rennsimulationen hinter dem Team liegen.

Wann begann das Team mit der Vorbereitung auf den ersten Großen Preis von Indien?
Zu Beginn der Vorbereitungen stehen nicht die technischen, sondern die logistischen Herausforderungen im Vordergrund. Bereits im Dezember 2010 statteten die Logistikverantwortlichen des Teams der Umgebung der Strecke einen Besuch ab - kurz darauf nahm sie die Hotelreservierungen vor. Die Logistikmannschaft besucht den Veranstaltungsort normalerweise neun Monate vor dem Rennen, um den Aufbau der Boxen, die Zugangswege und die Lagerräume zu planen. Die technische Vorbereitung beginnt mit den Streckenplänen der Architekten. Die darauf verzeichneten Höhenunterschiede und Neigungen bilden ungefähr sechs Wochen vor dem Rennwochenende die Grundlage für die Streckenkarte in einer virtuellen Simulation. Diese Karte wird stetig mit Informationen von der FIA und der Strecke gefüttert und verbessert. In den vergangenen Jahren wurden viele Strecken erst kurz vor dem ersten Rennwochenende fertig gestellt - das gilt auch für den ersten Großen Preis von Indien. Deshalb können die Teams keine digitalisierte Streckenkarte erstellen. Eine Woche vor dem Event werden Setup-Simulationen durchgeführt, wobei das Team das Basis-Setup für das erste Freie Training ermittelt.

Welche Faktoren werden bei der Ermittlung des Basis-Setups berücksichtigt?
Die Streckencharakteristik lässt sich an einer zweidimensionalen Karte ablesen. Faktoren wie der Abtrieb, der Bremszyklus und die G-Kräfte sind Bestandteil der Streckengeometrie. Basis-Simulationen geben Hinweise auf die richtige Auswahl dieser Parameter. Die ersten Simulationen ergaben, dass der Volllastanteil auf der Strecke in Indien ungefähr 65% beträgt - die längste Vollgaspassage dauert 14,5 Sekunden zwischen den Kurven drei und vier. Die Autos erreichen auf einer Runde an drei Stellen Geschwindigkeiten über 285 km/h. Die schnellste Kurve sollte Kurve 12 sein, die wohl mit 255 km/h durchfahren wird. Die maximale Belastung sollte 4,0 G in den Kurven 5, 9 und 11 betragen.

Wie setzen die Fahrer den Simulator vor dem Rennwochenende ein?
Die Streckenkarte für das erste Rennen auf diesem Kurs ist mangels Informationen nicht detailliert genug, um Bodenwellen und die Beschaffenheit der Kerbs zu enthalten - beides beeinflusst die Fahrzeugabstimmung. Somit können die Fahrer den Simulator ausschließlich zum Kennenlernen der Strecke nutzen. Normalerweise legt das Team rund 100 Runden (fast zwei Renndistanzen) im Simulator zurück - dabei werden eine Reihe an Spritmengen und Grip-Levels ausprobiert, um so viele Szenarien wie möglich abzudecken. Neben der Nutzung des Fahr-Simulators führt das Team auch Strategie-Simulationen durch, um so viele verschiedene Rennausgänge wie möglich zu analysieren. Bis zum Renntag berechnen wir rund eine Million mögliche Varianten des Rennens - diese bilden die Grundlage für die Herangehensweise an das Qualifying sowie den Grand Prix.

Wie bereiten sich die Fahrer auf eine neue Strecke vor?
Wie auf anderen Strecken müssen sie sich mit dem KERS-Einsatzplan (wann wird KERS eingesetzt, um den größten Leistungsvorteil auf der Strecke zu haben), den DRS-Zonen sowie den Linien bei der Boxenein- und Ausfahrt zur Aktivierung und Deaktivierung des Speed-Limiters vertraut machen. Das Lernen der Strecke beginnt am Donnerstag mit dem üblichen Streckenrundgang. Die Fahrer inspizieren die Strecke zu Fuß und merken sich bestimmte Zeichen und Markierungen, die sie im Auto wiedererkennen müssen. Das Streckenlernen ist aufgrund des steigenden Grip-Levels ein fortwährender Prozess während des Wochenendes. Das Team teilt das Trainingsprogramm so ein, dass die Fahrer so viel Zeit wie möglich haben, um sich mit den Feinheiten der Streckenführung anzufreunden.

Welcher Kurs ähnelt dem Buddh International Circuit am meisten?
Die Strecke weist mit einer langen Zielgeraden und einer sehr langen, fließenden Kurve (den Kurven 10 und 11, die an die drei Scheitelpunkte von Kurve 8 in Istanbul erinnern) Ähnlichkeiten zum Kurs in der Türkei auf. Während Kurve 8 in der Türkei aber mit 270 km/h durchfahren wird, sollten die Kurven in Indien mit 170 km/h (Kurve 10) und 210 km/h (Kurve 11) genommen werden. Die Rundenzeit und die Geschwindigkeit sind stark vom Grip-Level der Pirelli-Reifen auf der neuen Asphaltoberfläche abhängig. Eine Rundenzeit von 1:25.000 Minuten entspräche einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 218 km/h, eine Zeit von 1:30.000 Minuten würde eine durchschnittliche Geschwindigkeit von 205 km/h bedeuten.

Credit: Michael Schumacher (www.michael-schumacher.de)

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