Article invité de Seth Morris, aérodynamicien, Richard Childress Racing

Dans le monde des courses de stock-cars, trouver le moindre avantage concurrentiel fait la différence entre gagner et perdre.

C'est pourquoi chez Richard Childress Racing, nous concevons et construisons nos voitures de course de bout en bout. Nous concevons et usinons nos propres composants de châssis et de suspension, nous concevons et fabriquons nos propres carrosseries, et nous testons et construisons nos propres moteurs. Tout est construit à partir de zéro chez RCR.

C'est peut-être pour cela que nous avons connu autant de succès au cours de nos 48 années d'histoire – remontant à 1969, lorsque notre propriétaire, Richard Childress, a fait ses débuts en NASCAR. Depuis, nous avons remporté 17 championnats et 200 courses et sommes devenus la première équipe à remporter les trois meilleures séries de tourisme de NASCAR. Le partenariat de Richard avec le légendaire Dale Earnhardt a fait du RCR une organisation d'élite avec six championnats Cup Series s'étalant de 1986 à 1994.

Aujourd'hui, RCR compte huit équipes de course à temps plein, plus de 500 employés, un campus de 40 acres avec un personnel d'ingénierie de plus de 50 personnes, allant de la conception mécanique à l'aérodynamique, en passant par la simulation, la stratégie et la recherche et développement. Notre équipe aérodynamique est composée de six ingénieurs et de quatre autres fabricants chargés de fabriquer les composants à tester en soufflerie. Trois de ces six ingénieurs se consacrent à la simulation de l'aérodynamique de la voiture à l'aide de la dynamique des fluides computationnelle (CFD).

Au cours des 12 dernières années, RCR a investi beaucoup de temps et de ressources dans les CFD. Les principaux objectifs de l'équipe CFD sont de développer une compréhension plus approfondie du système aérodynamique de la voiture, d'évaluer de nouveaux concepts aérodynamiques, de recommander des modifications de conception à tester par l'équipe de soufflerie et d'analyser les phénomènes non modélisés en soufflerie qui peuvent être observé sur la piste. En tant qu'aérodynamicien chez RCR, j'utilise ANSYS Fluent, un code CFD disponible dans le commerce, pour étudier l'aérodynamique de la voiture.

La CFD est un processus gourmand en calcul, et nous disposons de ressources limitées pour l'infrastructure de calcul haute performance (HPC) et d'une expertise interne pour répondre à nos besoins en simulation. RCR dispose de 64 cœurs sur site, qui sont principalement utilisés pour les modèles CFD de pré et post-traitement. En raison de cette limitation, notre équipe a pris la décision d'externaliser l'ensemble de nos CFD. Nous voulions augmenter la capacité de construire des modèles plus grands avec une résolution suffisamment élevée pour comprendre avec précision les détails complexes du flux qui affectent la vitesse de la voiture sur la piste.

15 mai 2008 – Sommet du RCR à Welcome NC. (Photo/Harold Hinson)

La solution Rescale™

L'analyse aérodynamique du corps entier nécessite que les modèles soient assez volumineux, soit entre 150 et 400 millions de cellules, ce qui nécessite le traitement de milliers de cœurs dans un temps raisonnable. L'intégration du HPC en interne était hors de portée en raison de l'infrastructure informatique et des investissements en capital. De plus, le matériel est devenu trop cher, RCR ne disposait pas de l'expertise HPC nécessaire pour le configurer et le gérer, et le matériel était si rapide qu'il deviendrait obsolète avant que l'investissement ne soit rentabilisé. RCR a envisagé d'autres options cloud, mais a estimé que le matériel et les tarifs de Rescale s'adapteraient à nos besoins, ce qui nous donnerait la flexibilité de démarrer modestement et d'atteindre une production complète.

ANSYS Fluent est intégré de manière native, évalué et réglé/optimisé sur la plate-forme ScaleX™ de Rescale, que RCR utilise pour la simulation aérodynamique complète de la carrosserie du véhicule depuis un an. Sur Rescale, nous pouvons facilement exécuter nos tâches sur 512 cœurs ou plus, et elles se terminent en 10 heures. Nous avons la capacité d’exécuter des simulations plus complexes en plus grande quantité grâce à l’accès à une multitude de matériel sur le cloud. De plus, dans un secteur caractérisé par la rapidité, c'est une aubaine de pouvoir exécuter des tâches instantanément sans attendre dans une file d'attente. Non seulement cela accélère nos simulations, mais cela nous donne également l’agilité nécessaire pour déboguer et exécuter des variantes de conception et des scénarios de simulation en un rien de temps. Ces avantages concurrentiels sont essentiels au succès de mon équipe.

La possibilité d’explorer facilement et efficacement l’espace de conception à l’aide de Rescale a été libératrice. Pour tirer parti de ce succès, RCR prévoit d’atteindre un niveau de productivité plus élevé. RCR prévoit d'automatiser davantage de simulation avec Rescale afin d'augmenter notre débit de simulation et de rationaliser le processus. Au niveau de la production, l’ajout d’une capacité CFD illimitée changera la donne. Cela nous permettra d'adapter la traînée et l'appui de la conception de la carrosserie en fonction des règles et réglementations de chaque piste de course afin d'optimiser le temps au tour. Les CFD avancés à haute résolution, nécessitant des milliers de cœurs, sont extrêmement utiles pour comprendre l'aérodynamique complexe de la voiture de course. Il fonctionne comme un système et nous donnera la flexibilité nécessaire pour introduire et optimiser rapidement différentes conceptions de carrosserie à mesure que nos contraintes changent chaque semaine.

Avoir un accès à la demande au HPC via Rescale nous donnera un avantage concurrentiel qui mènera finalement à davantage de victoires sur la piste.