CFD Makin Canggih, Terowongan Angin Menuju Senja Kala

Saat awal diperkenalkan pada 1963 oleh Brabham, penemuan tersebut dianggap aneh karena desain mobil tidak terlalu dipengaruhi aerodinamika. Kala itu, beberapa tim juga meminjam terowongan angin sederhana milik Southampton University dan Imperial College, yang terbuat dari alumunium dan kayu jelutung.

Meski terkesan simple, tapi itu menawarkan stabilitas. Itu satu-satunya memiliki lorong dengan lantai bergerak, terbuat dari konveyor, dan hembusan udara, mendekati kondisi riil mobil di lintasan.

Model mobil ukuran lebih kecil, hingga seperempat skala asli, digunakan untuk menguji, di mana roda dibuat dari nilon dan digerakkan dengan gandar yang terletak di sisi terowongan. Gaya diukur dengan perangkat penimbang yang menggantung mobil dari atap.

Penimbang itu merupakan peranti mekanis yang bisa mengukur enam gaya dan momen, dengan cara memindahkan bobot pada balok hingga dicapai keseimbangan. Pengukuran tekanan menggunakan keran kecil di bawah mobil dan sayap, lalu dihubungkan dengan manometer air. Staf penguji menulis data-data dan memotret manometer.

Butuh 20 tahun untuk membuat wind tunnel jadi sebuah tren. Bahkan, tim-tim F1 membangun sendiri terowongan serta berlomba menciptakan inovasi supaya bisa mengumpulkan data seakurat mungkin.

Konsep masih sama hanya saja selalu dimutakhirkan dengan elektronik dan perangkat komputer canggih, yang disesuaikan dengan kebutuhan data dan akurasi lebih tinggi. Ukuran pun diperbesar menjadi 15 meter persegi, hembusan angin sangat kencang berkat deretan kipas berdaya hingga tiga ribu kW.

Model yang digunakan punya tingkat kemiripan hingga 60 persen dari mobil aslinya. Dibutuhkan 500 ribu pounds (sekitar Rp 10 miliar) untuk membuat sebuah replika. Ban yang digunakan juga berukuran sama dengan aslinya. Beban dikontrol oleh peralatan pemuatan suspensi.

Pastinya untuk membangun dan mengoperasikan fasilitas tersebut tidak murah. Biaya pembuatan terowongan angin 50 juta pounds, kemudian operasional termasuk gaji staf menelan 6-7 juta pounds pertahun. Biaya listrik 1 juta pounds pertahun.

Bagi skuad kecil yang tidak bisa memiliki sendiri wind tunnel, mereka bisa menyewa dengan harga 100 ribu pounds setiap hari. Tes tak mungkin selesai hanya dalam satu hari.

Semakin lama investasi itu terasa membebani, apalagi ketika Formula 1 memberlakukan pengetatan pengeluaran tim. Bisa saja pabrikan besar mempercanggih wind tunnel, seperti simulasi aliran melengkung yang dialami mobil saat berbelok di tikungan.

Belakangan muncul solusi lebih murah dengan membuat simulasi tiga dimensi lewat Dinamika Fluida Komputasional (CFD). Investasi bisa dipangkas dari sisi tenaga kerja, serta berhemat dari perlengkapan. Tinggal menyiapkan perangkat keras mumpuni. Batasan tinggal pada finansial dan keuangan.

CFD bekerja dengan memecahkan sejumlah besar persamaan simultan, bisa lebih dari 300 juta dalam beberapa kasus. Jadi dihasilkan sejumlah besar solusi, yang memungkinkan memeriksa aliran udara secara detail di setiap titik atau sekitar.

Sauber -Windtunnel

Pandangan ini tidak tersedia di terowongan, bahkan dengan teknik visualisasi aliran tingkat lanjut. Kelemahannya hanya satu kondisi yang bisa diperiksa dalam satu putaran, jadi sulit menghasilkan peta aerodinamika mobil secara terperinci.

Tapi, kemajuan teknologi mesin dapat mengubah itu. Meski tidak ada peta lengkap, didapat kesimpulan dari beberapa titik sehingga dicapai sasaran yang diinginkan.

Menilik dari lebih murahnya CFD, tim-tim mulai melihat potensi bagus ke depannya. Tak heran kalau delapan dari 10 skuad F1 setuju dengan penghapusan wind tunnel dalam 10 tahun ke depan.

“Saya kira semua tim terbuka dengan diskusi dan terbuka untuk menerima itu, karena masih lama dari sekarang,” ujar prinsipal Ferrari, Mattia Binotto.

“Apakah kami siap melepas wind tunnel? Tidak. Saya kira itu hanya tentang desain simulasi dan uji coba. Tes masih sangat penting, apa pun itu, aerodinamika, power unit, dan lain-lain.

“Saya kira itu tentang reduksi biaya, kami siap mengurangi waktu di wind tunnel, yang mana sebuah langkah untuk arah tepat. Melarang itu, tes mungkin di trek dan mungkin lebih mahal daripada melakukannya di terowongan angin. Saya kira waktunya belum matang untuk sebuah keputusan.”

Sauber -Windtunnel

Sementara bos Red Bull Racing, Christian Horner, mengungkapkan, “Terowongan angin tidak efisien, kurang ramah lingkungan. Cara CFD berevolusi secara cepat, saya kira kalau melihat ini 10 tahun, cukup jauh bahwa mesin purba ini menyedot listrik dan energi. Ini jadi bagian masa lalu. F1 harus menjadi ujung tombak teknologi.”

Bagaimana pun, dengan atau memakai terowongan angin, tim perlu melakukan riset aerodinamika yang membutuhkan biaya tinggi. Dengan rambu-rambu larangan penggunaan wind tunnel, bisa saja ada inovasi baru untuk menggantikannya. Mereka yang kreatif bakal menang.