Fórmula 1 y AWS desarrollan la próxima generación de coches de carreras

El Proyecto de dinámica de fluidos computacional utiliza más de 12,000 horas de tiempo de cálculo para diseñar el auto para la temporada de carreras 2021

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Amazon Web Services, Inc. (AWS), una compañía de Amazon.com (NASDAQ: AMZN) y el Grupo de Fórmula Uno (Fórmula 1) han completado un proyecto de Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) para simular la aerodinámica de los automóviles mientras compite, realiza simulaciones detalladas que han dado como resultado el diseño del automóvil para la temporada de carreras 2021. El proyecto CFD utilizó más de 1.150 núcleos de cómputo para ejecutar simulaciones detalladas que comprenden más de 550 millones de puntos de datos que modelan el impacto de la estela aerodinámica de un automóvil en otro. Utilizando la escalabilidad incomparable de AWS, la Fórmula 1 pudo reducir el tiempo promedio para ejecutar simulaciones en un 70 por ciento, de 60 horas a 18. El proyecto se ejecutó durante seis meses usando instancias c5n de Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) y entregó rendimiento equivalente a la de una supercomputadora, por una pequeña fracción del costo.

La creciente emoción para los fanáticos, al permitir carreras más cercanas, rueda a rueda, fue el núcleo del proyecto. Para los autos de Fórmula 1, la carga aerodinámica generada por su aerodinámica es el diferenciador de rendimiento más grande que ayuda a un automóvil a viajar más rápido en las curvas. La generación actual de automóviles sufre una pérdida de carga aerodinámica cuando corren cerca uno del otro, lo que reduce la capacidad de los conductores para mantener las carreras cercanas y aumenta la dificultad de adelantar. Actualmente, un automóvil que corre detrás de otro con la longitud de un automóvil pierde hasta el 50 por ciento de su carga aerodinámica. Para reducir esta pérdida de carga aerodinámica, la F1 usó AWS para observar de cerca cómo interactúa la aerodinámica de los autos cuando corren cerca. Estas simulaciones analizaron los automóviles en situaciones de carreras comunes y los resultados han impulsado los cambios en el diseño propuesto para el automóvil 2021. Con la información obtenida de estas simulaciones, la Fórmula 1 ha podido diseñar un automóvil con solo un 15 por ciento de pérdida de carga aerodinámica a la misma distancia de una longitud de automóvil. El automóvil resultante presentará un nuevo diseño de carrocería con una nueva forma de alerón delantero, suspensión simplificada, nueva disposición de la parte trasera, túneles bajo el piso, dispositivos de control de estela de las ruedas, y funcionará por primera vez en ruedas de 18 pulgadas con neumáticos de bajo perfil.

CFD simula el impacto de un líquido o gas en un objeto y requiere una gran capacidad de cómputo para realizar este tipo de simulación, lo que requiere grupos de computación de alto rendimiento (HPC) para hacer el trabajo. Sin embargo, ejecutar clústeres de HPC en las instalaciones requiere un considerable gasto de capital inicial, largos ciclos de adquisición y actualizaciones regulares de hardware para evitar la obsolescencia. AWS proporciona la infraestructura en la nube más elástica y escalable para ejecutar aplicaciones HPC. Con una capacidad prácticamente ilimitada, los ingenieros e investigadores pueden innovar más allá de las limitaciones de la infraestructura HPC local. Para completar el trabajo de CFD, la Fórmula 1 usó AWS ParallelCluster en Amazon EC2 para ejecutar el marco OpenFOAM CFD y Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) para el almacenamiento de datos. Aprovechando la escalabilidad de la nube, la Fórmula 1 pudo ejecutar simulaciones CFD en recuentos de núcleos mucho más grandes de lo que podían ejecutar previamente. El aumento de la velocidad con la que el equipo de aerodinámica podía ejecutar detalladamente, dos simulaciones de turbulencia de automóviles en AWS significaba que podían aumentar el número de diseños de automóviles que podían investigar de uno a cinco por semana. En el futuro, hay planes para ampliar aún más la aplicación, hasta 2.300 núcleos, e introducir herramientas de AWS Machine Learning (ML), como Amazon SageMaker, para permitir que las tecnologías de ML ayuden con el diseño y optimicen aún más el rendimiento del automóvil .

El proyecto representa la primera investigación en profundidad del deporte sobre cómo interactúa la aerodinámica de los automóviles en las carreras.

“Este proyecto con AWS fue uno de los más revolucionarios en la historia de la aerodinámica de Fórmula 1”, dijo Pat Symonds, Director Técnico de Fórmula 1. “Nadie diseña un auto para llegar en segundo lugar, pero para este proyecto de CFD estábamos buscando cómo funcionan los automóviles a raíz de otro, en lugar de correr en aire limpio. Hemos podido utilizar las tecnologías de AWS para comprender las increíbles complejidades aerodinámicas asociadas con las simulaciones de varios autos, y nos complace que los resultados indiquen que hemos hecho un excelente progreso hacia nuestros objetivos de carreras más cercanas “.

Los clientes están usando AWS para proyectos de CFD para diseñar todo, desde aviones hasta dispositivos médicos, por lo que es emocionante ser parte del diseño de la próxima generación de autos de carreras“, dijo Matt Garman, vicepresidente de servicios informáticos de AWS, Inc “El trabajo que está haciendo la Fórmula 1 con CFD está a la vanguardia del uso de la nube y siempre nos sorprende la forma fascinante en que utilizan nuestras tecnologías para aumentar el rendimiento de su deporte y la experiencia que brindan a los fanáticos. A medida que continúa el trabajo de CFD con la Fórmula 1, esperamos ver el auto resultante y estamos emocionados de verlo en la pista en 2021 ”.

Para obtener más detalles sobre cómo la Fórmula 1 está usando AWS como su proveedor de nube y ML, visite: https://aws.amazon.com/f1insights/

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