Modello fisico delle gomme

Le gomme hanno un ruolo fondamentale nella dinamica di un veicolo: attraverso di esse si ha l'interazione del veicolo con l'asfalto, quindi sono sede di tutte le principali forze scambiate con esso. In letteratura sono stati proposti moltissimi modelli fisici per esse, ma per il nostro scopo di simulazione realtime abbiamo individuato questi possibili candidati:

• modello di Pacejka
  
• brush model
• spring model

Il primo è il più utilizzato dalla maggior parte delle simulazioni attuali; è un modello empirico, basato sulle osservazioni sperimentali di alcune correlazioni tra le grandezze che caratterizzano il comportamento di una gomma.E' basato sull'approsimazione di alcune curve caratteristiche del comportamento delle gomme (ad esempio Forza laterale/slip angle) mediante interpolazione. I coefficienti dei polinomi interpolanti si ricavano per mezzo delle "Magic formulas" a partire da alcuni parametri fisici. Il vantaggio è che a runtime il tutto si riduce ad un semplice lookup in una tabella; infatti il lavoro di calcolo dei coefficienti si può comodamente fare offline e memorizzare il tutto in tabelle pre-calcolate.

Gli ultimi due modelli cercano di spiegare il fenomeno fisico dell'aderenza gomma-asfalto e calcolano le forze in gioco. In pratica si deve suddividere il pneumatico in settori (o spicchi) e applicare le formule a ciascuno di essi. Dal punto di vista dell'impiego in real-time sono molto più pesanti del Pacejka, infatti ad ogni frame bisogna calcolare tutte le forze e iterare questo calcolo per ciascun settore. Però consentono di simulare alcuni aspetti importanti quali le deformazioni elastiche della spalla del pneumatico, la distribuzione delle temperature sul battistrada, etc...

Per approfondire la questione, vi invito a leggere l'apposito topic del forum e a partecipare attivamente aggiungendo pareri, informazioni tecniche etc...