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Effetti aerodinamici

Discussioni relative all'engine.

Effetti aerodinamici

Messaggioda Maverick » ven mar 28, 2014 9:52 am

Le auto generano "naturalmente" portanza. E' la forma che qualsiasi auto ha a imporlo. Ovviamente servirebbero algoritmi agli elementi finiti per immaginare di calcolare realtime la portanza di un'auto, ed è davvero impensabile per un simulatore del 2014 (ne riparliamo tra non meno di 10 anni. Mandatemi un sms olografico per ricordarmi la patch...sarò in bicicletta...!).
In URS tutte la auto avranno un algoritmo che calcolerà in tempo reale questa forza in base a dei parametri di assetto e ad un coefficiente che terrà conto dei fattori di forma dell'auto. Sarà calcolato anche il punto di applicazione della forza, fattore che determinerà una variazione di carico asimmetrica tra anteriore e posteriore, che è l'elemento più critico nella guida di un'auto reale e che in lfs, ahimè non è nemmeno immaginato, oltre che la ragione per cui nella storia dell'automobilismo ci sono diversi esempi celeberrimi di auto progettate male, ossia in cui i progettisti hanno pensato "Beh, glielo facciamo fare un giro in galleria del vento? Nah, nevermind! E' uno spreco di tempo...si vede a occhio che è stabile come un elefante a baricentro ribassato!" Ecco: esempio arcinoto la AudiTT prima edizione, prima che diverse decine di acquirenti si schiantassero lasciandoci le penne perché con quella carinissima forma ad ala di Boeing 777, FORSE ci si poteva accorgere che se non la riempivi di minigonne, estrattori al posteriore e soprattutto un bel alettone sul posteriore, fosse un esempio classico di superfice portante! A 150-200km/h, se non ricordo male, perdeva qualcosa come 80Kg sull'asse posteriore! Allucinante! Quando gli ingegneri sbagliano...fanno danni serissimi...
Chi stimerà questi coefficienti? Beh, mi rifarò alla letteratura scientifica e userò un po' di esperienza/buon senso per il resto. Le auto con appendici aerodinamiche eventualmente presenti avranno in più il calcolo della deportanza in funzione dell'incidenza delle ali e nuovamente dell'assetto in tempo reale.
Lo illustro con un esempio pratico. Non so se in LFS sia preso in considerazione in questo modo, ma temo di no:
Se un'auto con 10° di ala posteriore frena, cosa succede? Beccheggio->Anteriore si schiaccia->Aumento dell'angolo di attacco dell'ala rispetto al flusso aerodinamico->Maggior carico/drag. Generalizzando l'assetto dell'auto rispetto al senso di marcia influirà istante per istante sul carico generato.
Dal punto di vista aerodinamico terrò conto degli effetti deportanti dei flussi sotto l'auto. Anche in questo caso saranno fortissimamente influenzati dall'assetto, in particolare distanza da terra e altezza relativa dei due assi.
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Re: Effetti aerodinamici

Messaggioda Benia » ven mar 28, 2014 11:02 pm

Maverick ha scritto:In URS tutte la auto avranno un algoritmo che calcolerà in tempo reale questa forza in base a dei parametri di assetto e ad un coefficiente che terrà conto dei fattori di forma dell'auto. Sarà calcolato anche il punto di applicazione della forza, fattore che determinerà una variazione di carico asimmetrica tra anteriore e posteriore

Aspetto veramente interessante e allo stesso tempo molto critico per un simulatore che come dici tu giustamente con la potenza di calcolo attuale non sarebbe in grado di modellare in realtime gli effetti pressori/depressori della massa d'aria sulla superfice del veicolo! Mi chiedevo, il punto di applicazione verrà calcolato apriori staticamente o è gestito in realtime in base alla velocità e agli spostamenti laterali?
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Re: Effetti aerodinamici

Messaggioda Maverick » sab mar 29, 2014 9:00 am

Entrambe. Ossia calcolerò un punto di riferimento con un modello più sofisticato non utilizzabile in tempo reale, e poi userò un algoritmo che tenga conto dell'assetto dell'auto per variarlo rispetto alla posizione di riferimento in real time. E' lo stesso approccio che sto usando per le gomme, e per molti altri aspetti fisici dell'auto. Ritengo che sia il miglior compromesso, avendo potenza di calcolo limitata, per ottenere un notevole realismo, ma al contempo non trasmettere la sensazione di scriptato che fa sparire in un istante la sensazione di "esserci".
Per farti un esempio, la curva di coppia è pre-generata con un editor interno che mi consente di definire dei punti di riferimento e la tangente agli stessi. In questo modo posso virtualmente riprodurre qualsiasi curva. L'engine semplicemente "legge" il valore corrispondente in base al regime e lo usa come coppia da applicare all'albero. A questa coppia nominale, si aggiungono effetti realtime che ne variano sensibilmente il valore reale, in base a fattori ambientali (densità, temperatura, umidità, pressione dell'aria), temperatura d'esercizio, temperatura dell'olio, rapporto di compressione. La coppia pertanto varia in tempo reale non soltanto in termini proporzionali, ossia prelevando una frazione X del valore nominale, ma anche in termini di forma vera e propria. Naturalmente una 207GTi non potrà mai avere rendimento massimo a 6000rpm se nominalmente è fissato a 1800rpm, però ciò che sto cercando di ottenere è una realtà dinamica in cui la medesima curva non sarà mai affrontabile al 100% allo stesso modo, perché gomme, motore, ambiente, telaio e la pista stessa cambiano dinamicamente ad ogni ciclo di clock.
Lo scopo è, se possibile, una maggiore immersività.
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Re: Effetti aerodinamici

Messaggioda Benia » sab mar 29, 2014 12:11 pm

Maverick ha scritto:L'engine semplicemente "legge" il valore corrispondente in base al regime e lo usa come coppia da applicare all'albero. A questa coppia nominale, si aggiungono effetti realtime che ne variano sensibilmente il valore reale, in base a fattori ambientali (densità, temperatura, umidità, pressione dell'aria), temperatura d'esercizio, temperatura dell'olio, rapporto di compressione. La coppia pertanto varia in tempo reale non soltanto in termini proporzionali, ossia prelevando una frazione X del valore nominale, ma anche in termini di forma vera e propria.

Questa è una grande rivoluzione :D) ! Ci si avvicina molto di più ad un comportamento verosimile dell'erogazione!!! Grande! Che tu sappia altri simulatori utilizzano questo schema?
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Re: Effetti aerodinamici

Messaggioda Maverick » sab mar 29, 2014 1:49 pm

Credo di no, certamente non LFS e nemmeno Assetto Corsa. Se provi 100 volte un'accelerazione 0-100km/h otterrai 100 volte lo stesso tempo al millesimo di secondo, eccettuate le variazioni dovute al clock della cpu e alla precisione di calcolo.
Assetto Corsa è a mio avviso il miglior prodotto attualmente sul mercato, ancora acerbo, ma comunque molto più avanzato della concorrenza su diversi aspetti, però mantiene un approccio "classico" alla simulazione, con una fetta dominante di comportamenti scriptati, per semplificare la gestione.
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Re: Effetti aerodinamici

Messaggioda m4tty » dom mar 30, 2014 12:32 am

Alessio la tua idea è davvero ottima, gestire tutti questi parametri vitali per il motore è qualcosa di mai visto in un simulatore, pero' siamo sicuri che sia realmente necessario? Quello che voglio direi io è che le auto attuali (ormai tutte) hanno n sensori che controllano temperature, pressioni, ecc e inviando dati alla centralina, quest'ultima non deve far altro che fare qualche correzione di benzina, anticipo, e quant'altro. Questo ovviamente permette di avere sempre il motore al "massimo delle prestazioni" in qualsiasi condizione. Scendendo nei particolari credo che il motore una volta che raggiunge la sua temperatura ottimale di esercizio difficilmente perde potenza (se rimane in un determinato range di temperatura), forse potrebbe incidere di più la pressione dell'aria, ma comunque sono tutti parametri che ormai sono controllati in qualsiasi auto, figuriamoci in un auto da corsa.

Scrivo questo perché credo non sia facilissimo simulare tutti questi fattori e soprattutto riprodurli al meglio... (es. se passiamo da 100kpa a 101kpa quando dovrà andare peggio o meglio il motore?)

Se immaginiamo di avere un motore in un banco e facciamo 10 lanci consecutivi sicuramente non avremo mai un risultato di coppia e potenza uguale al lancio precedente, (per un insieme di variabili) ma la variazione di potenza e coppia siamo sicuri che non sia quasi trascurabile?

Alessio, non voglio bocciare la tua idea, sicuramente te ne sai molto più di me su questo argomento altrimenti nemmeno ci avresti pensato, pero' dopo aver letto il tuo post ho iniziato un po' a pensare a cosa potrebbe succedere all'atto pratico, tenendo conto di queste variabili, e ho fatto fatica a darmi una risposta...

Mi piacerebbe sentire il tuo parere :)
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Re: Effetti aerodinamici

Messaggioda Maverick » dom mar 30, 2014 11:36 am

Matty, è un'ottima osservazione la tua, però considera che URS non avrà soltanto auto di ultimissima generazione. La mia idea, sia per scostarmi dalla concorrenza non indifferente di prodotti come AC, sia per ragioni economiche (eventuale licenza di un'auto fuori produzione costerebbe molto meno di quella di una McLaren MP4) è di aprire le porte anche ad auto vintage, che penso possano avere un certo fascino, e soprattutto essere abbastanza inedite in ambito simulativo. In fondo Grand Prix Legends ebbe un enorme successo di pubblico e critica, riproducendo le auto ante-aerodinamica di fine anni 60. Ricordiamoci che non avrai il ripartitore di frenata su un'auto se la controparte reale non lo aveva a disposizione, o non potrai scegliere un Thorsen su un'auto prodotta con differenziale satellitare o a giunti viscosi, per cui il mio obiettivo è di metterti nelle condizioni, a volte non ottimali, in cui si guidavano realmente quelle auto.
Una Dodge Charger, nell'edizione che ho inserito, è un'auto del 1969, con 4 carburatori ad alimentare un V8 di cilindrata spaventosa. Gli effetti del meteo su quel genere di motori erano altissimi. Nello specifico, della Charger esistevano svariate varianti, perché era un'auto super elaborata, e c'erano dei veri e propri kit per potenziarne le performance, che però influivano sulla stabilità delle performance (si aumentava il rapporto di compressione, cosa che automaticamente porta molto più calore nella testata) e sui consumi. Immagina una gara in cui puoi scegliere se avere 40cv in più, a fronte di consumi maggiori del 10%, e della maggiore sensibilità alle sbiellate o maggiore rischio di perdere potenza alla distanza a causa del surriscaldamento della testata...si aprono scenari tattici e strategici vastissimi.
A prescindere, anche su auto ad iniezione elettronica con centinaia di sensori, l'elettronica può soltanto far rendere il motore al massimo rispetto alle condizioni disponibili, ma rimane il fatto che se la densità dell'aria varia del 10% (questo è approssimativamente il range di variazione in condizioni reali di temperatura, pressione, umidità, senza ipotizzare di correre in Antartide o in altura in Messico), è come se la cilindrata del motore variasse in proporzione, per cui un motore V12 da 480CV si ritrova con il +/- 5% di coppia e potenza disponibile, che non è esattamene un'inezia.
In ogni caso questo tipo di parametri l'inserirò soltanto in una fase più avanzata. Al momento il motore gira stabile e fisso sui valori nominali di coppia. Sto provando a far evolvere il progetto lavorando a campione su tutti gli aspetti, in modo che nulla rimanga indietro, e si possa progressivamente saggiare il prodotto finale sperato. E' già attivo l'effetto del meteo sull'aerodinamica, e ti assicuro che non è indifferente. La Peugeot 207GTI, che con densità standard a 25°c raggiungeva i 231 Km/h, portata in condizioni equivalenti ad un'umidità molto alta e temperatura più bassa, ha raggiunto i 234 km/h. La variazione di portanza e soprattutto del punto di applicazione della forza portante, che in LFS e AC non esiste, fa sì che sul circuito di prova (sequenza di lunghissimi rettilinei e curve in banking, come l'ovale di cui parlavamo l'altra sera), toccare lo sterzo senza cognizione porta a perdere immediatamente l'auto, perché hai meno peso sul posteriore (tutte le auto, per la forma che hanno determinano un profilo di portanza che cresce linearmente dall'anteriore al posteriore, per cui perdi carico su tutta l'auto, ma progressivamente in crescita dall'asse anteriore al posteriore), e frenare a quella velocità è tutt'altro che agevole.
Ad ogni modo, il problema che hai sollevato è assolutamente ben posto e sensato. Anche io mi sto chiedendo cosa convenga parametrizzare e cosa lasciare fisso. Per il momento rendo tutto realistico, poi inizierò a bloccare i fattori che mi accorgerò essere poco rilevanti o leziosi.
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Re: Effetti aerodinamici

Messaggioda Benia » lun mar 31, 2014 8:16 pm

Altra cosa interessante che ho notato è che lasciando il volante in posizione neutrale non inizia a molleggiare a destra e sinistra come capita negli altri Sim vedi AC... il problema può essere limitato agendo sui parametri del driver logitech però l'accenno in gioco resta lo stesso... in URS non capita!
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