タツゥのブログ一覧

せっかく空力反映したシミュレーションができるようになったので、「Ｆ１解剖講座」に掲載されている、１９８９年鈴鹿ＧＰのマクラーレンＭＰ４／５のシミュレーションをしてみることにしました。

その前に走行ラインを準備する必要があるので、ＦＤ２シビックの実走データであわせ込みをしました。
赤：シミュレーション、青；実測


走行ライン
コースが大きすぎて全体だと走行ラインがよくわかりません。


１コーナはこんな感じ


鈴鹿はコーナにバンク角がついているところがあったり、アップダウンがあったりしていまいちシミュレーション向きではありませんが、そこそこ合いました。

１３０Ｒ～シケインのところはＧＰＳデータから直接求めた速度とドリフトＢＯＸの表示する速度と距離の関係にズレがあるので、シミュレーションが合わないというよりもどちらかのデータがおかしいようです。

それとシケインは下っているせいか最大横Ｇも低いようで結果的に大きな差が発生してしまいました。

という状況を踏まえつつマクラーレンのシミュレーションをしてみます。
走行ラインはシビックと同じです。
赤：シミュレーション、青；実測


合っていると言えば合っている。
全然合ってないと言えば合っていない。

シミュレーションの条件
車重：６００ｋｇ
最大出力：６００ＰＳ　（出力曲線はＦＤ２シビックを使い、補正係数を２．７にしました）
ギア比：シビックＦＤ２（ファイナルのみ４．１に変更）
最大横Ｇ：１．６、最大減速Ｇ：１．２、最大加速Ｇ：１（横Ｇはヘアピンで合わせました）
１８０ｋｍ／ｈの走行抵抗：２００ｋｇｆ
１００ｋｍ／ｈのダウンフォース：１６０ｋｇｆ

比較の実測データはセナが鈴鹿ＧＰの予選でポールポジションを取ったときのもので、１’３８”０４です。
ドライバーがセナなだけに運転はほぼ完璧なはずです。

でシミュレーションしてみて気がついたこと
１、シケインの実測の発生Ｇがやたらと低い
　→Ｆ１解剖講座によれば、シケインでは１．３Ｇしか出てないそうです。
　　旋回半径としてはヘアピンと大して違いがないのですが、ヘアピンは１．７Ｇです。
　　やぱり下っているのが原因なのか、それともシケインの舗装が悪いのか、ヘアピンはバンクがついているのか、不明です。

２、１～２コーナの減速～加速までが全く合わない！
　実は色々走行ラインを変えてシミュレーションしてみたのですが、どうやっても合いませんでした。
　バンクの影響はあると思えるものの、原因不明です。

３、スプーン１個目～２個目の間（３８５０ｍ付近）で加減速をしている。
　シビックのシミュレーション結果でも加減速しているのですが、実測では加減速をしていません。
　でも、セナはシミュレーションどおりに加減速しています。
　クルマの差なのかドライバーの差なのかは不明です。

４、１３０Ｒの速度差が大きい
　Ｆ１解剖講座によれば、３００ｋｍ／ｈでのダウンフォースは約１０００ｋｇｆほどあるのですが、今回のシミュレーションでは１４４０ｋｇｆもあるので、その差が出ているようです。
　さらに、実際には荷重とタイヤの最大グリップは比例するわけではないのでその差も考えられます。

５、実測はダンロップコーナ（１７５０ｍ付近）で減速していない。
　シミュレーションでは減速しているため、旋回半径をシミュレーションよりお大きく取っていると考えられる。
　また、その手前の逆バンクの最低速度が遅いので、逆バンクを小回りしていると考えられる。

てな感じでいろいろ謎が深まりました。
とりあえず予選の動画探して実際の走行ラインを見てみたいと思います。

ちなみに鈴鹿は１周５．７ｋｍです。
一区間５ｍで分割しているので、分割数は１０００以上。
しかも直線部分が少ないので、走行ライン作るだけで１日以上かかってしまいました。

あ～疲れた。

先週末は今年の目標である、サーキットシミュレーションへの空力影響反映を行いました。

とは言うものの、速度とダウンフォースの関係とか、ダウンフォース（タイヤ接地荷重）とグリップの関係などの実測データがないので、以下の仮定により計算することにしました。

１、ダウンフォースは速度の二乗に比例する。
２、グリップはタイヤ接地荷重（車重＋ダウンフォース）に比例する。

実際はどちらもちょっと違う気もしますが、まずはこれで始めてみることにしました。

その前に、まずは今までのシミュレーションでダウンフォース影響があると思われるロガーデータとシミュレーション結果を比較してみましょう。

今回の実測データは、「ＧＴーＲマガジン　０３６号」の４９ページに掲載されている、２０００年のＧＴ５００マシンであるカルソニックＧＴーＲです。
ドライバーは本山選手でタイムは５２”２８です。


赤：シミュレーション、青：実測


シミュレーションを行うにあたり、エンジンパワー、車重、ギア比などが必要なのですが、当然知る由もないので、実測データへの合わせ込みを行った結果、以下の条件としました。

車重：１２５０ｋｇ
最大出力：５００ＰＳ　（出力曲線はＳ２０００を使い、ＧＴ５００なだけに補正係数を２にしました）
ギア比：Ｓ２０００
最大横Ｇ：１．６、最大減速Ｇ：１．４、最大加速Ｇ：１．３
走行ライン：僕の推奨ライン

摩擦円は、ダウンフォース影響の小さい１コーナ、１ヘア、２ヘアで合わせ込みをしているのですが、そうすると、ダンロップコーナや最終コーナのように速度が高くダウンフォース影響の大きいコーナの速度が合いません。
無理矢理合わせようと走行ラインを変更しても、走行ラインがコース内収まらずどうしても合わなくなってしまいます。

次に、今回の空力影響反映バージョンでのシミュレーション結果です。

赤：シミュレーション、青：実測


走行ラインは、ダンロップと最終コーナだけ実測になるべく合うように変更しました。
ダウンフォースを考慮すると、コースからはみ出さずにそれなりに合うようになりました。

空力影響を考慮するためには、ダウンフォースを設定しなくてはなりません。
今回はいろいろと計算した結果、適当と思われる以下の値としました。

ダウンフォース：１８０ｋｇｆ＠１００ｋｍ／ｈ
ダウンフォースが０ｋｇｆ時のタイヤ摩擦円の大きさ
　最大横Ｇ：１．５、最大減速Ｇ：１．３、最大加速Ｇ：１．２

最低速度Ｖ（ｍ／ｓｅｃ）の計算は下式で行いました。
Ｖ＝（ａ×Ｒ／（１－ａ×Ｒ×ｋｚｖ））＾０．５

Ｒ：走行ラインの曲率半径（ｍ）
ａ：速度０ｍ／ｓｅｃでの最大Ｇ（ｍ／ｓｅｃ２）
ｋｚｖ：速度に対するダウンフォース係数

ｋｚｖの算出式
　ｋｚｖ＝Ｆｖ／（ｍ×Ｖ＾２）

Ｆｖ：速度Ｖ（ｍ／ｓｅｃ）でのダウンフォース（ｋｇｆ）
ｍ：車重（ｋｇｆ）

速度Ｖ（ｍ／ｓｅｃ）で走行中の最大Ｇ：ａｍａｘの算出式
ａｍａｘ＝ａ×（１＋ｋｚｖ×Ｖ＾２）

この式は、一番最初の仮定に基づいているので、もしそれぞれの実測データがある場合は、別途繰り返し計算によって算出することになります。
式の解説はメンドいので次回にします。

いささか無理矢理合わせこんだ感もあるのですが、それなりに合っていて使えそうなので、今度は「Ｆ１解剖講座」に掲載されているマクラーレンＭＰ４／４の日本ＧＰでセナの予選データでも確認したいと思います。

今日は僕のブログカテゴリの中で一番読まれているサーキットシミュレーションです。

ウソつきました。本当は一番読まれていません。

来週の１４日に日光サーキットに行くのでいつものサーキットシミュレーションをしました。
どこのサーキットもそうなのですが、０９年くらいに自己ベストが出ていて、それからどんどんタイムは落ちる一方です。
走り込み不足が原因とも思うのですが、ダンパーの減衰が年々下がってきていたことも一因と考えているので、ＫＹＢダンパを新調した今年はどうにか自己ベストを更新したいと思っています。

走行ラインは２０１０年１０月に僕が走行した４２”８を使いました。


シミュレーション結果はこちら


今までのTC1000や茂原ではずっと同じシミュレーション条件にしていたのですが、日光はいまいち乖離が大きいので、横Ｇなどを以下の係数にしました。
最大横Ｇ：１．１５
最大減速Ｇ：０．７５
最大加速Ｇ：０．６５
出力補正：０．７５

いずれもタイムが落ちる方向に補正したのですが、それでもシミュレーションのタイムは４１”６４で、僕のタイムとの差は１，２秒もあります。

差が大きくついているところ見てみると
１、８コーナ（高速コーナ）：最低速度前後の加減速がぬるい
２、１０コーナ（バックストレートエンド）：ブレーキングがク○
３、最終コーナ：こういう複合コーナはシミュレーションとの乖離が大きめなので今回は無視

ということで、１４日の課題は
１、８コーナ加減速にメリハリをつける
２、１０コーナ手前のブレーキはバリバリＡＢＳを効かせる

この二つで０．４秒タイムアップして、４２秒４
となるわけですが、参考に自己ベストの４２秒５のときと４２秒８を比較してみます。


やっぱり０．３差は８～１０コーナのところでついています。
なので、まずはここをしっかり走って自己ベスト同等を今回の目標にしたいと思います。

昨日は有休で暇してたので部屋の掃除をしました。
ゴミが山のように出てきたので直接、市の清掃センターに持ち込むことにしました。
宇都宮市の場合は南清掃センターというところで受け入れをしてくれます。
燃せるものなら粗大ゴミでもＯＫです。

以前、一度行ったことがあるのですが、入り口を入ると受付みたいなところで止められます。
受付のおっちゃんに”お前は宇都宮市の者か？”と問いかけられるので、”そのとおりである”と答えると通してくれます。地方税の納税証明書などは不要です。
つまり、宇都宮市に住んでいれば、税金支払いの有無に関係なくゴミを捨てさせてくれるのです。
何のために地方税払ってるんだ！なとと怒ってもしょうがないので、ゴミ焼却場へクルマを進めます。

じゃなかった、大事なのはここの受付前の道路です。
実はトラックスケールが仕込まれています。
そして断りもなく重量を測定しています。
測定はゴミ捨て前とゴミ捨て後の２回行われます。
恐らく処分したゴミの重量実績を記録するためと思われます。
しかし徒歩でゴミを持ってきた人はゴミ捨て後は体重を測られることになってしまうので、女性から訴えられないかと心配です。
僕は女性ではないので、そこはどうでもいいのですが、車輌重量が気になります。
受付の前に表示器みたいなものがあるのですが、室内側を向いていて運転席からは見えません。
前回来たときと今回のゴミ捨て前は気が付かなかったのですが、実はその表示器とは別にもう一つ上の方にこちら向きの表示器があることにゴミ捨て後の計測時に気が付きました。
きちんと表示されていて、僕のクルマ（アウディＡ３）＋ガソリン＋僕＋その他の重量は１５００ｋｇと表示されていました。

ここで、僕＝５５ｋｇ、ガソリン＝４０ｋｇ、その他＝１０ｋｇを上式に代入しアウディの重量を算出すると
１５００－５５－４０－１０＝１３９５ｋｇ
アウディＡ３は１３９５ｋｇ前後であることがわかりました。
ちなみに車検証には１３９０ｋｇと書いてあるので、ほぼ合っていました。

ということで、宇都宮市に住んでいれば、税金支払いの有無に関係なく車重を２回も測定してくれて、ついでにゴミまで処分してくれるのでした。
宇都宮市はスバラシイ！。
税金を一定以上払っている人は特典として、前軸重量と後軸重量を別々に測定してくれると、さらにいいと思いました。

納税証明書の提示は不要ですが、免許証などで住所確認をされることがあるらしいので、宇都宮市民でない人は、お住まいの地域の清掃センターへ行くか、宇都宮市民の友人を連れて行ってください。

今度の有休にＳ２０００の車重測定、もとい、Ｓ２０００でゴミ持込みに行ってきたいと思います。

今日は広島から実家のある神奈川に帰ってきたはずが、なぜか今日から半年間栃木県に住むことになったＨ氏と友人夫婦ととんかつを食べに行ってきました。
以前はあまりとんかつって興味がなかったのですが、最近とんかつ大好きなことに気が付きました。
今日のとんかつ屋さんは隠れた名店的においしいかったです。

さて、今日のお題は茂原ツインサーキットのサーキットシミュレーションです。
最近タイムが伸び悩んでいるので、シミュレーションをして改善策を検討することにしました。

まずは過去の走行データを見てみます。

青は０９年でタイムは５０．５３８
赤は１０年でタイムは５０．９１２
黒い線は各場所でのタイム差をあらわしていて、段々タイム差がついていることがわかります。
速度差が大きいところを見てみると、１コーナと最終コーナ（１０コーナ）の速度差が大きいです。

次に１０年の走行ラインを使ってシミュレーションをしてます。
（本当は０９年でシミュレーションしたいけど、０９年はＧＰＳロガーではないので走行ラインありません）

走行ラインはこちら

シミュレーションのタイムは４９．２５秒で、僕のタイムよりも１．３秒も速いです。
ただ、１コーナまでのストレートはかなり登っているのでその分の速度差があるのと、シケインや６～７コーナの切り返し区間がシミュレーションではただの半径の大きいコーナの扱いになっていて横Ｇの左右変化に伴う車輌不安定さが全く考慮されていないので、実質的には４９．６秒くらいがシミュレーションのタイムとして妥当なところだと考えています。

１コーナと最終コーナの最低速度を見てみると、シミュレーションとはあまり差がないことがわかります。
これは最低速度が低い原因が旋回半径にあることを意味しています。
逆に考えると０９年は１０年よりも大きい旋回半径で走行していたと推測できます。
そこで、いつもの最小旋回半径推奨値を作図と推奨計算式によって算出してみます。
表中のＳ字係数という意味深な言葉は、Ｓ字では切り返し部の半径減少が不要っぽいので、半径減少量を半分にするための係数です。Ｓ字が二つ続いているときは、Ｓ字係数２でこのときは半径減少量は０です。
Ｓ字の作図方法は図を参照してください。






１コーナは推奨半径で走ると最低速度が０９年と同じになります。
最終コーナはどちらかと言うと１０年の走行ラインと合っています。

次に各コーナ最小半径を推奨値に近づけた走行ラインでシミュレーションしてみました。



２コーナは１０年は最小半径が小さくなりすぎていたようです。
３コーナはシミュレーションに比べ最低速度付近で走行している区間が長いのですが、恐らくコースが下っていることが原因ではないかと考えています。
そしてシケイン
差が大きいです。特に右に曲がる一つ目の差が大きい。
シケインの走行ラインは、以前から何が正しいのか皆目検討が付かなかったのですが、シミュレーションをしてみた結果からすると、コース中央付近から進入するラインを選択すると
①３コーナの立ち上がりラインが苦しくならない
②シケイン一つ目の旋回半径が小さくなり過ぎない
③全体の走行距離が長くならない
この３つのバランスが取れていいようでした。
今までは、３コーナ立ち上がりでアウト側に寄ってそのままシケインに進入していたのですが、シケインの縁石ジャンプをかまさない場合、このラインでは一つ目の半径が小さくなってしまい、いまいち良くなかったようです。
かと言って、３コーナ立ち上がりであまりアウトまで寄らないと３コーナの旋回半径が小さくなってしまうのと、シケイン一つ目の速度をがんばって上げようとしても二つ目の速度が決まっているので、あまり上げられないので、３コーナ～シケイン二つ目までを総合的に見てもっともタイムの良いラインを選択する必要があるようです。

最終コーナは最小旋回半径に問題はなさそうなものの、ブレーキング開始地点が手前すぎるという問題がありそうです。
ここは壁が近いので、ただのビビリなのですが、一度雨の日にクラッシュしたことがあるので慎重にブレーキを詰めたいと思います。
全部うまくできたら、きっと５０秒フラットくらい（０９年マイナス０．５秒）くらいはイケるような気はしてきました。ただ、シミュレーションの４９．６秒は全く出る気はしません。

最後に、シミュレーションをやるとわかることについて
シミュレーションをやると、各場所の速度は走行ラインが決まると（車が同じ場合）、ひとつの値に決まるということがわかります。
車が違う場合でも加速側はエンジンパワーで差が出ますが、ブレーキング～コーナ最低速度まではタイヤの摩擦円が同じなら、全く同じ速度になります。
つまり、同じようなタイヤの摩擦円を持っている車の走行データを比較したとき、同じような速度カーブになっていれば、それは同じような走行ライン上を同じような運転操作をしたということを意味しています。