Post Rig Model Correlated with Post Rig or Track Data Case Study: Formula 2 Car

In un ambiente competitivo come quello del team Prema in Formula 2, la simulazione virtuale è diventata centrale nello sviluppo della vettura: il tempo in pista è limitato, i budget sono ridotti e il regolamento FIA restringe quasi completamente i test fisici durante la stagione. Un simulatore è utile solo quanto è accurato. Se non riproduce la realtà con sufficiente fedeltà, gli ingegneri finiscono per inseguire modifiche di setup che funzionano nel modello ma non producono alcun effetto in pista. La correlazione con i dati reali non è quindi una preoccupazione secondaria, ma lo scopo stesso del lavoro. La piattaforma di simulazione utilizzata per questo progetto è Canopy Simulations, di proprietà di Michelin. Canopy offre diversi ambienti di simulazione, e la simulazione dinamica del giro è di gran lunga la più diffusa nel settore. Questa tesi si concentra invece sulla simulazione post rig, uno strumento che riceve molta meno attenzione ma è particolarmente adatto a studiare nel dettaglio la dinamica di assetto (ride dynamics), replicando ciò che mostrerebbe una prova su rig fisico. L'obiettivo era fornire agli ingegneri di pista un modo pratico per comprendere il comportamento delle sospensioni senza ricorrere al rig fisico, il cui utilizzo durante la stagione è in larga parte vietato a Prema dal regolamento FIA. Il test fisico su post rig è stato quindi riprodotto nell'ambiente virtuale, e i risultati sono stati elaborati e presentati in Marelli WinTax, lo stesso strumento impiegato per analizzare i dati reali di pista. Due metriche sono fondamentali in questo tipo di analisi: la variazione del carico sull'impronta di contatto (contact patch load, CPL) e il comportamento di beccheggio (pitch). Mantenere basse le variazioni di CPL significa che lo pneumatico resta a contatto con il suolo, e da ciò dipende il grip meccanico. Controllare il beccheggio, invece, è ciò che mantiene stabile la piattaforma aerodinamica. Il lavoro è partito da uno sweep in frequenza logaritmico da 0,5 a 30 Hz, scelto per replicare il più fedelmente possibile il test fisico su post rig di Dallara. Una volta stabilita la correlazione nel dominio della frequenza con i dati di riferimento di Dallara per la variazione di CPL e, dopo la calibrazione della sua scala di ampiezza, per l'indice di pitch, la stessa metodologia di sweep è stata applicata alla vettura più recente su quattro circuiti, per confrontare diverse opzioni di setup in vista di eventi specifici. Un ulteriore tentativo di estendere la correlazione al dominio del tempo, simulando un giro completo tramite Track Replay, ha evidenziato scostamenti significativi tra i risultati virtuali e quelli fisici, e viene riportato in questa sede come limite ancora aperto.

In a competitive environment like the Prema Formula 2 team, virtual simulation has become central to car development: time on track is limited, budgets are tight, and FIA regulations restrict physical testing almost entirely during the season. A simulator is only as useful as it is accurate. If it doesn't match reality closely enough, engineers end up chasing setup changes that work in the model but do nothing on track. Correlation with real data is consequently not a secondary concern; it is the whole point. The simulation platform used for this project is Canopy Simulations, owned by Michelin. Canopy offers several simulation environments, and dynamic lap simulation is by far the most common one across the industry. This thesis instead focuses on post rig simulation, a tool that gets far less attention but is well suited to studying ride dynamics in detail, replicating what a physical rig test would show. The goal was to give race engineers a practical way to understand suspension behavior without needing the physical rig which FIA regulations largely prohibit Prema from using during the season. Physical post rig testing was then reproduced inside the virtual environment, and the results were processed and presented in Marelli WinTax, the same tool used to analyze real track data. Two metrics matter most in this kind of analysis: contact patch load (CPL) variation and pitch behavior. Keeping CPL variations low means the tyre stays in contact with the ground, which is what mechanical grip depends on. Controlling pitch, on the other hand, is what keeps the aerodynamic platform stable. The work started with a logarithmic frequency sweep from 0.5 to 30 Hz, chosen to replicate Dallara's physical post rig test as closely as possible. Once this frequency-domain correlation with Dallara's reference data was established for CPL variation, and, after calibration of its amplitude scale, for the pitch index, the same sweep methodology was applied to the latest car across four circuits to compare setup options ahead of specific events. A further attempt to extend the correlation into the time domain, running a full lap through Track Replay, showed significant offsets between the virtual and physical results and is reported here as an open limitation.