風洞需要先進的數(shù)據(jù)可視化技術(shù)來進行空氣動力學建模，以處理來自測試環(huán)境的實時數(shù)據(jù)。風洞遍布 F1 賽道，也分布在航空航天和國防領(lǐng)域，NASA 艾姆斯研究中心擁有全球最大的一些風洞。

在 F1 中，風洞對于測試車輛和創(chuàng)建用于監(jiān)控性能的空氣動力學儀表盤至關(guān)重要。所有參賽車隊都可以根據(jù)其當前位置進行一定數(shù)量的風洞測試，并可以使用這些模擬環(huán)境來優(yōu)化其車輛的設(shè)計和環(huán)境 - 以適應(yīng)各種環(huán)境條件下的比賽。因此，優(yōu)化這些有限資源背后的技術(shù)并提取比競爭對手更多的信息對于充分利用風洞模擬至關(guān)重要。

作為整個 F1 賽事以及航空航天和國防領(lǐng)域更廣泛的汽車行業(yè)的供應(yīng)商，SciChart 致力于打造定制風洞和空氣動力學儀表板。

SciChart – 一個跨平臺圖表庫，可實現(xiàn) Windows Presentation Foundation (WPF)、JavaScript 以及原生 iOS (Swift/Objective-C) 和 Android (Java/Kotlin)，基于代號為 Visual Xccelerator® 的專有 C++ 渲染引擎。這提供了 SciChart 眾所周知的速度和性能，但另一個好處是，該引擎跨平臺提供單一共享代碼庫，用于繪制高性能科學、金融和醫(yī)療圖表和圖形，并在 DirectX、OpenGL、Metal 和 WebGL 中提供硬件加速。

到目前為止，還沒有可以在 Qt 中運行的純 C++ 版本的 SciChart，但是，我們一直在努力為 SciChart 提供 Linux 支持。

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F1 風洞需要將哪些數(shù)據(jù)進行可視化？

在深入研究需要測量的 F1 風洞數(shù)據(jù)列表之前，我們還將探討收集所有這些數(shù)據(jù)點對于提高賽道表現(xiàn)的重要性。從減少阻力到適應(yīng)監(jiān)管變化，F(xiàn)1 車隊始終面臨著挑戰(zhàn)，需要對車輛性能和效率進行適應(yīng)性增強才能奪回這些獎杯。

空氣動力

升力、阻力和側(cè)向力測量車輛上的相應(yīng)力，以了解下壓力是如何產(chǎn)生的以及如何更好地優(yōu)化直線速度。這也有助于提高穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)彎操控性。有了這些數(shù)據(jù)，工程師可以進行修改，以模擬真實車輛的單圈時間。這有助于團隊模擬“假設(shè)”場景，從而進行激動人心且能提高性能的數(shù)據(jù)分析。

 這里利用的大多數(shù)圖表類型都是折線圖的變體，但是，風洞產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量需要高性能圖表庫，不僅要能夠快速而且準確地呈現(xiàn)這些點。此外，通常還需要對數(shù)刻度或精確的時間序列要求。SciChart 提供了一個 64 位解決方案，可滿足高精度數(shù)據(jù)集以及多種軸變化的需求。

雖然模擬設(shè)置和傳感器通常會創(chuàng)建連續(xù)的數(shù)據(jù)流，但工程師需要能夠處理數(shù)據(jù)集中的間隙并包含復(fù)雜的疊加層和工具提示。下面我們列出了 SciChart Javascript 庫中滿足此需求的一些變體。同樣，許多用戶需要縮放和平移歷史數(shù)據(jù)集并進行比較分析，同時保持疊加層和注釋完好無損。SciChart 將此功能作為標準啟用，確保性能不會成為查看大量數(shù)據(jù)集的限制。

流動可視化

 在賽道上，湍流是影響車輛性能的主要因素之一。我們的客戶利用風洞和模擬等各種方法來調(diào)整湍流，但首先他們需要可靠的數(shù)據(jù)集，他們可以與數(shù)據(jù)集進行交互，數(shù)據(jù)分析人員也可以與數(shù)據(jù)集進行交互以提取信息。

壓力分布

車輛表面的壓力表顯示空氣在不同條件下如何流過車輛。壓力分布支持您調(diào)整車輛設(shè)計以實現(xiàn)最佳空氣動力學的決定。這只是降低油耗、幫助滿足可持續(xù)性標準的方法之一。

SciChart 用于通過疊加輪廓熱圖來監(jiān)測壓力分布。這有助于跟蹤作用于車輛的壓力和力。實現(xiàn)利用此特性與時間序列相結(jié)合，實時監(jiān)測底盤上的力相互作用，并在比較數(shù)據(jù)集中進行監(jiān)測。

平衡與穩(wěn)定

單圈時間通常分為兩個部分：直道時間和彎道時間。為了更好地了解車輛在動態(tài)速度變化時（即加速、制動或轉(zhuǎn)彎時）的表現(xiàn)，偏航角與俯仰和側(cè)傾數(shù)據(jù)一起幫助分析師了解汽車的空氣動力學平衡曲線在這些條件下如何變化。

運行真實世界的測試提供了數(shù)據(jù)集，但批判性地研究這些數(shù)據(jù)的能力來自于數(shù)據(jù)可視化解決方案。SciChart 提供高度定制的解決方案，允許根據(jù)數(shù)據(jù)團隊的要求將圖表內(nèi)置到自定義儀表板中。

力和力矩系數(shù)

測量作用于車輛的力也能揭示很多有關(guān)汽車性能和設(shè)計精細程度的信息。

升力系數(shù) (CL) 對于確定賽車產(chǎn)生的下壓力大小至關(guān)重要，這直接影響賽車在賽道上的抓地力。另一方面，阻力系數(shù) (CD) 測量賽車在空氣中行駛時受到的阻力。要確定賽車的重心并檢測任何不平衡，需要跟蹤力矩系數(shù)。

需要研究的基本指標包括升力、阻力、俯仰、滾動和偏航力矩。這可以幫助您通過模擬變化了解賽車的穩(wěn)定性和控制力。

通過創(chuàng)建特定的儀表板來比較模擬之間的升力系數(shù)與阻力比，團隊可以提取有關(guān)其變化影響的重要見解。SciChart 支持多屏幕、多圖表類型和多軸圖表表面，所有這些都可以同步，并可以選擇鏈接圖例來隔離特定系列或平移時間序列數(shù)據(jù)集。

通過我們的 API 啟用疊加層或點擊行為，賽車工程師可以直接在圖表表面輸入興趣點，甚至可以直接從圖表表面運行略微改變參數(shù)的模擬

車輪和輪胎數(shù)據(jù)

作為車輛與賽道之間的唯一接觸點，收集車輪和輪胎數(shù)據(jù)對于應(yīng)對不斷變化的賽道條件至關(guān)重要。每場比賽都各有不同，實時監(jiān)控輪胎在各種條件下的表現(xiàn)（例如各種天氣條件下的加速、制動和轉(zhuǎn)彎）有助于您的團隊做出動態(tài)決策。通過研究輪胎印跡并觀察其在不同負載和壓力下的變化，您可以最大限度地提高抓地力和操控性。

環(huán)境條件

由于比賽是在戶外進行的，因此有必要捕捉隨之而來的環(huán)境和氣候因素。例如，您可以比較現(xiàn)實生活中各個地點的風速和氣溫，以將空氣動力與車速聯(lián)系起來。這將幫助您了解不同的地點或風速將如何改變您應(yīng)對比賽的方法。風洞可以模擬比賽當天可能出現(xiàn)的各種環(huán)境條件。

模型運動數(shù)據(jù)

模型很可能是贏得比賽的臨界點，并提供一種比重復(fù)風洞測試更具成本效益的解決方案。在先進的風洞中，模型可以動態(tài)移動或調(diào)整以模擬真實世界的情況。本質(zhì)上，您可以利用模型根據(jù)先進空氣動力學模擬中的實時輸出來預(yù)測性能。

SciChart 提供了一個豐富的交互演示，如下所示，展示了我們的技術(shù)可能實現(xiàn)的一些用戶驅(qū)動行為。用戶可以創(chuàng)建多屏幕模擬儀表板，根據(jù)用戶交互進行更新以監(jiān)控結(jié)果。示例包括調(diào)整擾流板部分的大小或形狀，以根據(jù)溫度變化模擬不同空氣密度下車輛上方的氣流。

找到正確的圖表可視化

所有這些高質(zhì)量數(shù)據(jù)一旦收集起來，就需要強大的渲染引擎來確保實時可視化的穩(wěn)定性和準確性。SciChart 的跨平臺圖表庫已與Formula 學生團隊和每一支 F1 團隊合作。我們的見解使賽車更輕更快，并在賽道上做出更明智的決策。有興趣了解更多信息嗎？

使用 SciChart 的實時高性能 JavaScript和WPF 圖表獲取正確的見解。我們支持可靠、準確的數(shù)據(jù)，即使在低內(nèi)存硬件下也不會出現(xiàn)性能延遲。我們的渲染引擎的每個方面都旨在支持F1 團隊信賴的終極大數(shù)據(jù)性能。

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