タツゥのブログ一覧

今日はOptimum Lapで日光サーキットのシミュレーションをした結果を紹介してみたいと思います。

日光サーキットの走行ラインはサンプルの中にないので、僕の前回の日光走行データから距離、速度、横Gデータを抜きだし、それをOptimum Lapで走行ラインに変換して使いました。

速度と横Gから旋回半径が計算できるので、その半径を使って計算していると思われます。

では結果をご覧ください。
青は実測で桃がOptimuｍ Lapです。



シミュレーションの条件は、以前エクセルで計算したときから加速と減速部が合うように少し変えましたがほぼ同じです。

空気抵抗についてはCd値は0.34、前面投影面積は2.4m2にしました。
180km/hでの空気抵抗は128kgfです。

200m付近と300m付近の差が大きくなっているので、その原因を確認しました。
どちらも横Gの高い状態で加速しているところです。

このような条件で加速が悪い原因として考えられることは、加速側のGサークルが小さいことなので、Gサークルを確認しました。
青が実測で桃が計算結果です。



想定どおり、加速側の最大Gが小さく、0.4Gになっていました。
僕のエクセルではここの設定が0.65Gです。

加速側のGサークルが小さいため、高い横Gが発生しているときは加速側の発生可能な最大Gが小さく、その分加速が悪いということのようです。

シミュレーションの条件設定では、加速側は最大前後G×0.5くらいで計算されているらしく、今のところ変更できないので、ここは合わせこみができなさそうなことがわかりました。

とは言うものの、実測の距離、速度と横Gのデータさえあれば誰でも簡単にシミュレーションができるので、入門用としてはとても使いやすいと思います。

先週末、いろいろ調べていたら、Optimum Lapという無料のラップタイムシミュレーションがあることを知りました。

サンプルの走行ラインもあるので早速計算してみました。

今回のシミュレーションはエクセルで計算したことがある、ハンガロリンクのシビックタイプR(FK8)で実施しました。

パワーや車重、ギア比、最大横G、減速Gなどは同じ値に設定しました。
ただし、計算ロジックが少し違うっぽいので、加速側の最大G設定は異なると思われます。（たぶん減速G×0.5）

Optimum Lapでは空気抵抗はCd値と前面投影面積から計算しています。
ただ、Cd値も全面投影面積もわからないので、それっぽい値にしました。

一方、僕のエクセル計算の180km/hの空気抵抗値はただの速度合わせ込みの結果の値で、今回の計算とは大きな差があります。

180km/hの空気(走行)抵抗値
　Optimum Lap：138kgf（Cd：0.34、A：2.6m2、ρ：1.226kg/m3）
　僕のエクセル計算：200kgf

そんな違いはありますが、結果はこちらです。
青：Optimum Lap、桃：エクセル、緑：実測


ラップタイムが近いのは僕のエクセル計算なのですが、それはラインも含めて合わせ込みした結果なので、ラップタイムの差にあまり意味はありません。

実測に合わせるためには走行ラインの合わせ込みが不可欠なわけですが、Optimum Lapでは走行ラインを修正することも可能です。

ただ、ちょっとやりずらそうなので、今度時間をかけて走行ライン修正もしてみたいと思います。

また、Optimum Lapでは実測のGPSデータから走行ラインを決めることもできるようなので、こちらも試してみたいと思います。

エクセルに比べて、計算も爆早で、入力もやりやすいと思うので、いろいろ使ってみて使いやすそうであれば、また紹介します。

今日の宇都宮は風が強かったので、家でサーキットシミュレーションの続きです。

まずは昨日のコーナ中の最小旋回半径を使って、走行ラインを作成します。
1～3コーナ

4～8コーナ

8～10コーナ

10～11コーナ

12～14コーナ


走行ラインは作成しながら、速度の計算を各コーナごとに行って、実測値とある程度の合わせこみをします。

ただし、無理に合わせ込みをするとコースからはみ出してしまうので、コースからはみ出していないことを確認しながら合わせこみをします。

今回はシビック タイプRのFK8型でシミュレーションをするので、エンジン出力もFK8のものを使いました。

エンジンの出力は本田技研工業のHPを参照して、エクセルで近似式を求めて各速度に対するエンジン出力を計算します。


このエンジン出力の値をそのまま使って計算すると、加速が良すぎるので、補正係数として0.92をかけています。
過去にいろいろなクルマでシミュレーションしたところ、大体0.9くらいが相場なので今回も相場どおりでした。

横Gと前後Gは、実測値となんとなく合うように、以下の値に設定しました。
横：1G
加速：0.65G
減速：0.95G

シミュレーション結果


最低速度に差があるところは、前回見たので、今回は直線加速で差がある理由を確認しました。

黒丸をつけたところで直線加速に差があります。
シミュレーションとの差の原因のひとつはシフトアップ時間（130km/h付近）と考えられますが、その後の加速にも差があるので、シフトアップだけが原因ではなさそうです。（僕のシミュレーションはシフトアップ時間を考慮していません）

直線加速に差があるときは高低差影響が考えられるので、グーグルアースで標高を確認しました。


この高低差を見てみると、メインストレート～3コーナと4コーナの中間までずっと下りになっていて、その下り区間で直線加速が合うようにエンジン出力補正をしたので、上り区間でシミュレーションの加速の方がよくなっているようです。

ハンガロリンクって見た目がなんとなく直線が多いように見えたのですが、実際はコーナ数も14あって、かつS字状につながっているので前後のコーナの影響を受けるため走行ラインの設定に時間がかかりました。

今回は実測の走行ラインデータがないので、どのくらい実際との差があるのかわからないのですが、実測の速度と比較した結果だけを見ると十分走り方の検討には使えるレベルになっていると思います。

ということで、グーグルアースを使えば、世界中どこのサーキットでもシミュレーションができ、しかも標高データを使えば、高低差を考慮した計算ができることがわかりました。

梅雨の時期はジメジメしてクルマの作業をする気がすすみません。
なので、家でみんカラのネタを作成します。

今日もハンガロリンクシリーズの続きでサーキットシミュレーションの事前準備をします。

サーキットシミュレーションをするにあたり、各コーナの最小旋回半径を予測しておいた方が走行ラインを作成するときに楽に作ることができます。

また、最小旋回半径から計算したコーナ中の横G限界で決まる最低速度と実測値を比較することで、今回作ったコース図が実際と合っているかの確認もできます。

最小旋回半径は各コーナで最も大きく取れる旋回半径から僕が46年の経験をもとに導き出した以下のコーナ半径減少量を引いた最小旋回半径の推奨値を用います。

コーナ半径減少量の表


上の表を計算式で表すと以下の式になります。
この式は僕が全国237のサーキット、37,841個の走行データを分析して得た経験式なので、物理的な意味はありません。

R＝R0－Δθ（1／9－5／（3×R0））

R0が30mのときは以下の式を使います。
R＝R0－（1/18－（30－R0）／360）×Δθ

R：最小旋回半径の推奨値（m）
R0：作図で得られた最大半径（m）
Δθ：コーナ入り口と出口の進行方向差（deg）

作図






作図と計算で得られた旋回半径とバトンFK8の走行データの値を比較します。
比較するにあたり、旋回半径のままでは比較ができないので、走行データの横G実測値を用いて、その旋回半径で走行したときの速度を以下の式で算出します。

v＝(a／r）^0.5
（v：速度（km/h）、a：横加速度（m/sec2）、r：旋回半径（m）

旋回半径が最大のとき、僕の経験式で算出した推奨値、バトンFK8実測値を比較します。


3、7、10コーナは一つ前のコーナ速度が低く、横G限界で決まる速度に達しないため、比較から除外しています。

比較結果を見るとおおよそ推奨値と同じ速度になっていることが確認できました。

ただし、4、8、13コーナについては5km/h以上の差があり、乖離が大きいです。
13コーナは半径最大と推奨値の間なので、ちょっと半径大き目に走ったと考えればいいのですが、4、8コーナは速度が低すぎて解せません。

そこで、ミケリスFK2走行データを見直してみました。
すると、4コーナは、バトンFK8が117km/hに対し、ミケリスFK2は122km/hでした。
また、横Gが1Gのとき、推奨半径で走行すると124km/hです。

したがって4コーナについてはバトン選手が速度を落とし過ぎていたということになろうかと思います。

次に8コーナです。
ここは、バトンFK8が95km/h、ミケリスFK2は94km/hで同等です。
しかし、8コーナではバトンFK2の横Gが1.08Gに対し、ミケリスFK2は0.9Gしか出ておらず横Gの差は大きいです。

8コーナを0.9Gで推奨値半径で走行したときの速度は95km/hのため、ミケリスFK2は推奨半径で走行していると思われます。

したがって、8コーナについては、バトンFK8の旋回半径は推奨値よりも小さいと推測されます。

以上の結果から、実測結果ともそこそこ合っているので、グーグルアースから作成したコース図はそこそこ合ってそうだということが確認できました。

次は今回の旋回半径の計算結果を使って走行ラインを作成します。

最近はハンガロリンクのデータばかり見ていたので、ハンガロリンクのサーキットシミュレーションをしたくなりました。

しかし、サーキットシミュレーションをするにはコースデータが必要です。
ここで言うコースデータは、ドリフトBOXで使うサーキットコースデータか、緯度と経度の座標の点群データのことです。

ドリフトBOXのHPには各国のいろんなサーキットコースデータがありますが、残念ながらハンガロリンクはありませんでした。

半ばあきらめかけていたのですが、グーグルアースでコースの写真を見ているときに思い出しました。

グーグルアースでは地図（写真も含む）の上に自由に線を引くことができます。
さらに、その線をkmlという拡張子のファイルにして保存することができます。

また、ドリフトBOXには、このkmlという拡張子のファイルを読み込む機能があり、その読み込んだkmlファイルを緯度と経度の座標の点群データのエクセルファイルに変換する機能があります。

つまり、グーグルアースでコースの外側と内側をなぞって線を引き、その線をkmlファイルに変換してからドリフトBOXで読み込んでエクセルデータ変換すると、緯度と経度の座標の点群データのコース図ができあがるというわけです。

コースの外側と内側をなぞって線を引いた状態


エクセルでグラフ化した状態


ということで、意外に簡単にコース図が完成しました。

グーグルアースの写真はちょっと傾いていることがあって正確でないところもあるのですが、今回はあまり精度が必要でないので、とりあえずこのコース図でFK8シビックのシミュレーションしてみたいと思います。