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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。