風(fēng)洞需要先進的數(shù)據(jù)可視化技術(shù)來進行空氣動力學(xué)建模，以處理來自測試環(huán)境的實時數(shù)據(jù)。風(fēng)洞遍布 F1 賽道，也分布在航空航天和國防領(lǐng)域，NASA 艾姆斯研究中心擁有全球最大的一些風(fēng)洞。

在 F1 中，風(fēng)洞對于測試車輛和創(chuàng)建用于監(jiān)控性能的空氣動力學(xué)儀表盤至關(guān)重要。所有參賽車隊都可以根據(jù)其當(dāng)前位置進行一定數(shù)量的風(fēng)洞測試，并可以使用這些模擬環(huán)境來優(yōu)化其車輛的設(shè)計和環(huán)境 - 以適應(yīng)各種環(huán)境條件下的比賽。因此，優(yōu)化這些有限資源背后的技術(shù)并提取比競爭對手更多的信息對于充分利用風(fēng)洞模擬至關(guān)重要。

作為整個 F1 賽事以及航空航天和國防領(lǐng)域更廣泛的汽車行業(yè)的供應(yīng)商，SciChart 致力于打造定制風(fēng)洞和空氣動力學(xué)儀表板。

SciChart – 一個跨平臺圖表庫，可實現(xiàn) Windows Presentation Foundation (WPF)、JavaScript 以及原生 iOS (Swift/Objective-C) 和 Android (Java/Kotlin)，基于代號為 Visual Xccelerator® 的專有 C++ 渲染引擎。這提供了 SciChart 眾所周知的速度和性能，但另一個好處是，該引擎跨平臺提供單一共享代碼庫，用于繪制高性能科學(xué)、金融和醫(yī)療圖表和圖形，并在 DirectX、OpenGL、Metal 和 WebGL 中提供硬件加速。

到目前為止，還沒有可以在 Qt 中運行的純 C++ 版本的 SciChart，但是，我們一直在努力為 SciChart 提供 Linux 支持。

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F1 風(fēng)洞需要將哪些數(shù)據(jù)進行可視化？

在深入研究需要測量的 F1 風(fēng)洞數(shù)據(jù)列表之前，我們還將探討收集所有這些數(shù)據(jù)點對于提高賽道表現(xiàn)的重要性。從減少阻力到適應(yīng)監(jiān)管變化，F(xiàn)1 車隊始終面臨著挑戰(zhàn)，需要對車輛性能和效率進行適應(yīng)性增強才能奪回這些獎杯。

空氣動力

升力、阻力和側(cè)向力測量車輛上的相應(yīng)力，以了解下壓力是如何產(chǎn)生的以及如何更好地優(yōu)化直線速度。這也有助于提高穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)彎操控性。有了這些數(shù)據(jù)，工程師可以進行修改，以模擬真實車輛的單圈時間。這有助于團隊模擬“假設(shè)”場景，從而進行激動人心且能提高性能的數(shù)據(jù)分析。

 這里利用的大多數(shù)圖表類型都是折線圖的變體，但是，風(fēng)洞產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量需要高性能圖表庫，不僅要能夠快速而且準確地呈現(xiàn)這些點。此外，通常還需要對數(shù)刻度或精確的時間序列要求。SciChart 提供了一個 64 位解決方案，可滿足高精度數(shù)據(jù)集以及多種軸變化的需求。

雖然模擬設(shè)置和傳感器通常會創(chuàng)建連續(xù)的數(shù)據(jù)流，但工程師需要能夠處理數(shù)據(jù)集中的間隙并包含復(fù)雜的疊加層和工具提示。下面我們列出了 SciChart Javascript 庫中滿足此需求的一些變體。同樣，許多用戶需要縮放和平移歷史數(shù)據(jù)集并進行比較分析，同時保持疊加層和注釋完好無損。SciChart 將此功能作為標(biāo)準啟用，確保性能不會成為查看大量數(shù)據(jù)集的限制。

流動可視化

 在賽道上，湍流是影響車輛性能的主要因素之一。我們的客戶利用風(fēng)洞和模擬等各種方法來調(diào)整湍流，但首先他們需要可靠的數(shù)據(jù)集，他們可以與數(shù)據(jù)集進行交互，數(shù)據(jù)分析人員也可以與數(shù)據(jù)集進行交互以提取信息。

壓力分布

車輛表面的壓力表顯示空氣在不同條件下如何流過車輛。壓力分布支持您調(diào)整車輛設(shè)計以實現(xiàn)最佳空氣動力學(xué)的決定。這只是降低油耗、幫助滿足可持續(xù)性標(biāo)準的方法之一。

SciChart 用于通過疊加輪廓熱圖來監(jiān)測壓力分布。這有助于跟蹤作用于車輛的壓力和力。實現(xiàn)利用此特性與時間序列相結(jié)合，實時監(jiān)測底盤上的力相互作用，并在比較數(shù)據(jù)集中進行監(jiān)測。

平衡與穩(wěn)定

單圈時間通常分為兩個部分：直道時間和彎道時間。為了更好地了解車輛在動態(tài)速度變化時（即加速、制動或轉(zhuǎn)彎時）的表現(xiàn)，偏航角與俯仰和側(cè)傾數(shù)據(jù)一起幫助分析師了解汽車的空氣動力學(xué)平衡曲線在這些條件下如何變化。

運行真實世界的測試提供了數(shù)據(jù)集，但批判性地研究這些數(shù)據(jù)的能力來自于數(shù)據(jù)可視化解決方案。SciChart 提供高度定制的解決方案，允許根據(jù)數(shù)據(jù)團隊的要求將圖表內(nèi)置到自定義儀表板中。

力和力矩系數(shù)

測量作用于車輛的力也能揭示很多有關(guān)汽車性能和設(shè)計精細程度的信息。

升力系數(shù) (CL) 對于確定賽車產(chǎn)生的下壓力大小至關(guān)重要，這直接影響賽車在賽道上的抓地力。另一方面，阻力系數(shù) (CD) 測量賽車在空氣中行駛時受到的阻力。要確定賽車的重心并檢測任何不平衡，需要跟蹤力矩系數(shù)。

需要研究的基本指標(biāo)包括升力、阻力、俯仰、滾動和偏航力矩。這可以幫助您通過模擬變化了解賽車的穩(wěn)定性和控制力。

通過創(chuàng)建特定的儀表板來比較模擬之間的升力系數(shù)與阻力比，團隊可以提取有關(guān)其變化影響的重要見解。SciChart 支持多屏幕、多圖表類型和多軸圖表表面，所有這些都可以同步，并可以選擇鏈接圖例來隔離特定系列或平移時間序列數(shù)據(jù)集。

通過我們的 API 啟用疊加層或點擊行為，賽車工程師可以直接在圖表表面輸入興趣點，甚至可以直接從圖表表面運行略微改變參數(shù)的模擬

車輪和輪胎數(shù)據(jù)

作為車輛與賽道之間的唯一接觸點，收集車輪和輪胎數(shù)據(jù)對于應(yīng)對不斷變化的賽道條件至關(guān)重要。每場比賽都各有不同，實時監(jiān)控輪胎在各種條件下的表現(xiàn)（例如各種天氣條件下的加速、制動和轉(zhuǎn)彎）有助于您的團隊做出動態(tài)決策。通過研究輪胎印跡并觀察其在不同負載和壓力下的變化，您可以最大限度地提高抓地力和操控性。

環(huán)境條件

由于比賽是在戶外進行的，因此有必要捕捉隨之而來的環(huán)境和氣候因素。例如，您可以比較現(xiàn)實生活中各個地點的風(fēng)速和氣溫，以將空氣動力與車速聯(lián)系起來。這將幫助您了解不同的地點或風(fēng)速將如何改變您應(yīng)對比賽的方法。風(fēng)洞可以模擬比賽當(dāng)天可能出現(xiàn)的各種環(huán)境條件。

模型運動數(shù)據(jù)

模型很可能是贏得比賽的臨界點，并提供一種比重復(fù)風(fēng)洞測試更具成本效益的解決方案。在先進的風(fēng)洞中，模型可以動態(tài)移動或調(diào)整以模擬真實世界的情況。本質(zhì)上，您可以利用模型根據(jù)先進空氣動力學(xué)模擬中的實時輸出來預(yù)測性能。

SciChart 提供了一個豐富的交互演示，如下所示，展示了我們的技術(shù)可能實現(xiàn)的一些用戶驅(qū)動行為。用戶可以創(chuàng)建多屏幕模擬儀表板，根據(jù)用戶交互進行更新以監(jiān)控結(jié)果。示例包括調(diào)整擾流板部分的大小或形狀，以根據(jù)溫度變化模擬不同空氣密度下車輛上方的氣流。

找到正確的圖表可視化

所有這些高質(zhì)量數(shù)據(jù)一旦收集起來，就需要強大的渲染引擎來確保實時可視化的穩(wěn)定性和準確性。SciChart 的跨平臺圖表庫已與Formula 學(xué)生團隊和每一支 F1 團隊合作。我們的見解使賽車更輕更快，并在賽道上做出更明智的決策。有興趣了解更多信息嗎？

使用 SciChart 的實時高性能 JavaScript和WPF 圖表獲取正確的見解。我們支持可靠、準確的數(shù)據(jù)，即使在低內(nèi)存硬件下也不會出現(xiàn)性能延遲。我們的渲染引擎的每個方面都旨在支持F1 團隊信賴的終極大數(shù)據(jù)性能。

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