在1960年代以前的 F1 比賽中，車輛科技水準的高低對比賽結果的影響並不大：只要擁有 (買到) 一顆馬力不算小而且性能穩定的引擎，搭配上通常是車手親自設計的車身、一台F1的參賽車輛就這麼誕生了！在那個年代比賽勝利與否的關鍵在車手本身、各名次 之間的差距也很小！以1969年 Jackie Stewart 拿下世界冠軍的 Monza 站 GP 大賽為例：第一到第四名的差距分別為0.08、0.09、0.02秒 (總和只有0.19秒、真難為了裁判)。風洞 (Wind Tunnel)?? 那是設計戰鬥機用的玩意、當時的賽車人聽都沒聽過。
全比例風洞
但隨著1978年的Lotus車隊與1979年的Ferrari車隊率先應用了 Ground Effect 原理後，空氣動力學對於F1賽車性能的影響日漸加大。上個世紀80年代後期至90年代初期是各式各樣高科技進入F1比賽的高峰期，當時新上任的 FIA 主席 Max Mosley 似乎也鼓勵各車隊使用這些裝置。以1993年 Williams 車隊的車手 Alain Prost 那輛替他拿下第四座世界冠軍的 FW15 賽車來作為範例，7年前 (80年代中期) 利用風洞進行車身的初期設計已經是所有車隊的基本程序、再加上利用電腦進行的 Computational Fluid Dynamic(CFD) 運算，如此可以精確地預測出流經車身附近任何一處的空氣性質。
車身內則裝置了ABS (Anti-Break System，使煞車鎖死輪胎的機會降到最低)、TCS (Traction-Control System，防止後輪發生Spin的現象、使車輛能在彎道中展現100％的加速性能) 與Active Ride System (主動懸吊系統，讓車輛在任何時刻都可以保持與地面相同的高度、這可以發揮最佳的空力性能) 這三大系統，更不要提全自動的變速箱與可程式化的輔助煞車系統！此時一位車手與一位電腦操作員已經沒有太大的差別。1990年代開始，F1車隊開始投入大量金錢於全比例風洞設備，頂級勁旅更擁有不只一座風洞進行24小時全天候運轉，希望能比競爭對手更快推出效率更佳的空力套件，當時的F1賽事實質上已成為各隊科技團隊的競技場。
車身內則裝置了ABS (Anti-Break System，使煞車鎖死輪胎的機會降到最低)、TCS (Traction-Control System，防止後輪發生Spin的現象、使車輛能在彎道中展現100％的加速性能) 與Active Ride System (主動懸吊系統，讓車輛在任何時刻都可以保持與地面相同的高度、這可以發揮最佳的空力性能) 這三大系統，更不要提全自動的變速箱與可程式化的輔助煞車系統！此時一位車手與一位電腦操作員已經沒有太大的差別。1990年代開始，F1車隊開始投入大量金錢於全比例風洞設備，頂級勁旅更擁有不只一座風洞進行24小時全天候運轉，希望能比競爭對手更快推出效率更佳的空力套件，當時的F1賽事實質上已成為各隊科技團隊的競技場。
風洞模型的尺寸大小與否與最終測試結果的可信度有很大關連。
然而大量使用風洞設備的代價亦不低，頂級風洞的造價都超過一億英鎊，收購二手設備或興建小型風洞的成本也在3,000~4,000萬英鎊左右。這還沒有算上24小時不停機的營運及員工成本。許多人開始研究是否有風洞實驗的替代品？1970年代崛起的半導體科技大幅改變了我們的生活，模擬 (Simulation、指建立數學模型、透過數學運算仿效真實情況) 技術的應用因此更加廣泛，在F1世界也不例外。CFD科技就是一例：工程師嘗試利用數值方法解出流體力學Navier-Stoke 方程式 (流體力學的最高指導原則) 已經有將近100年的歷史，這被稱之為「虛擬風洞」或是「攜帶式風洞」的技術在理論上可以提供和真實風洞一樣的效果 (甚至更精確)，卻不必進行打造模型或是養一大堆技師這些複雜手續，假設最近吵的熱哄哄的奈米技術可以繼續前進、電腦晶片界的「摩爾定律」速度不會減慢，20年後所有的風洞都可以應該可以退休。
對於特殊區域的空氣動力效率測試，CFD 較傳統風洞擁有不少優勢
CFD 技術還有許多發展潛力,例如：風洞技術在近幾年雖然取得了穩定的進步，但真實賽車必須在幾個不同的維度上轉動，車隊仍然不能在風洞內模擬賽車在轉彎時所受 到的真實狀況。這就意味著完全理解空力套件和輪胎在過彎的過程，以及對車輛的空力效率的影響是很難達到的目標，加上還要考慮氣候和風力的影響以及賽車轉彎 時滑動的現象會影響車身周圍氣流的變化。而 CFD 可用來計算出車輛上某一部分對另一部分所產生的影響，例如前翼的改變會如何影響？車碟盤冷卻裝置，或者車 手的頭盔會如何阻擋流入引擎的氣流。電腦能夠有效預測空氣和流體運動的溫度，而這對於冷卻裝置的位置與性能和設要求來說非常重要。
過去超級電腦因為成本太高只能應用於國防用途，例如軍方用超級電腦模擬核武試爆的效能，或者推算戰鬥機在各種氣流中所遭受的壓力，但隨著硬體成本降低，軟 體整合數萬顆處理器的能力提高，相關應用開始走入民間。以搜索引擎一哥 Google 為例，該公司擁有的超級電腦平均每秒要處理一萬筆搜尋 (一天要處理超過8億6000萬筆搜尋)，這台電腦還免費供應 Google 用戶使用 7G 的電子信箱空間 (目前已有超過5000萬戶申請)。為了放置這台世界上最強大的「超級電腦」 (High Performance Technical Computer) 及解決相關的散熱問題，Google 另蓋了一座四層樓高的冷卻塔。根據國際數據資訊 (IDC) 估計，2009年超級電腦的出貨量是三年前的 2.2 倍；而隨著出貨量的成長，超級電腦平均單價也持續下滑，今年超級電腦的平均單價約為4萬2000美元， 僅為三年前售價的66％。
隨著超級電腦的運算能力不斷提升，成本卻快速降低，過去被視為不可能即時完成的運算任務現在都已成為現實。CFD技術進入F1賽壇的起始可源自1990年 代，但受限於當時電腦運算速度、僅能簡單分析車身各部位的空氣壓力，1992年首次出現可處理達到6萬個網格 (mesh cell) 的系統，3年後可處理的網格數進步至1百萬個。2003年 Sauber 車隊推出的「Albert 1」超級電腦可處理超過3000萬個網格。2007年 BMW-Sauber 車隊啟用的「Albert 2」超級電腦由512個Intel雙核處理器提供動力。它從理論成為現實是由於在過去幾年裏電腦性能的飛快進步。它的計算能力是 Albert 1 的五倍，計算速度也快三倍，它每秒能夠進行12,288,000,000,000次運算，單一模擬任務可處理達到1億個網格 (mesh cell)。Albert 2被認為是當時歐洲工業用途的計算能力最強的電腦。
最近被 BMW 拋棄的 Sauber 車隊是第一支將CFD列為發展重點的F1比賽隊伍，當對手們將所有資源投入興建最先進風洞設備時，Sauber 車隊空氣動力總監 Willem Toet 卻認為第二座風洞絕對是時間和金錢的浪費。明年即將參加F1賽事的 Virgin 車隊科技總監 Nick Wirth 也抱著相同看法，過去他在設計 ALMS 系列賽比賽車輛時已證明了CFD技術的潛力：「Acura 賽車的奇跡的背後正是電腦模擬和CFD技術，我們選擇 CFD 是因為它便宜而高效。在資金有限的情況下，這項技術相比其他技術而言是最佳的空氣動力學解決方案」。長期來看，投入資源在 CFD 電腦模擬技術可謂明智之舉，FIA 極力希望減少 F1 車隊預算，實現減少預算的一個方法就是限制 F1 車隊的風洞使用時間，隨著超級電腦搭配雲端技術，未來整支F1車隊的空氣動力學實驗設備裝在一只手提袋內也絕非痴人說夢話。
Short URL: http://goo.gl/w145
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