STEM Racing Mit dem digitalen Zwilling auf die Rennstrecke

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Synopsys stellte das Rennstreckenerlebnis bei den Aramco STEM Racing World Finals in Singapur vor, bevor eine verbesserte, technische Version für die Saison 2025-2026 veröffentlicht wurde.

Synopsys, Inc. stellt bei den Aramco STEM Racing World Finals in Singapur ein Digital Twin-Rennstreckenerlebnis vor, das auf den Discovery-Bibliotheken von Nvidia Omniverse basiert. Als exklusiver globaler CFD-Simulationspartner für STEM Racing bietet Synopsys über 400‘000 Schülern weltweit kostenlosen Zugang zu derselben fortschrittlichen Simulationssoftware, die auch von professionellen F1-Teams genutzt wird, sowie zu Bildungsressourcen und technischem Support. Es treten hier Teams von Mittel- und Oberschülern aus 65 Ländern im Wettbewerb gegeneinander an, um Miniatur-F1-Autos zu entwerfen und damit Rennen zu fahren.

Die neue Konfiguration verbindet die in Discovery optimierten Rennwagen der Teams mit einem digitalen Zwilling der Rennstrecke und den Omniverse-Bibliotheken. Mithilfe von Discovery können die Teams fortschrittliche Aerodynamikkonzepte erforschen und lernen, wie man CFD-Verhalten interpretiert. Anschließend können sie diese Daten in Omniverse importieren, um den Luftstrom in Echtzeit zu visualisieren und so ein tieferes Verständnis komplexer MINT-Themen zu ermöglichen.

STEM Racing World Finals: vereinfachte Version des Workflows

Bei den „STEM Racing World Finals“ können die Schüler:innen mit einer vereinfachten Version des Workflows interagieren. In dieser können sie wichtige Merkmale des Autos leicht modifizieren, beispielsweise vorgefertigte Teile austauschen, um verschiedene Spoiler-Designs zu testen. Diese praktische Methode hilft ihnen zu erkunden, wie sich Designentscheidungen auf die Leistung auswirken, und fördert durch direktes Experimentieren Kreativität und Innovation.

Vor jedem großen Rennen der Saison 2025–2026 erhalten die Schüler an Demo-Tagen Zugang zu einem fortgeschritteneren Arbeitsablauf. Die Teams können ihre individuellen Fahrzeugdesigns in Omniverse hochladen und Discovery für CFD-Analysen nutzen. So gewinnen sie vorausschauende Einblicke in die physikalische Leistung und können ihre virtuellen Modelle verfeinern.

Simulations- und Analyse-Tools im Einsatz

„Die spezialisierten Simulations- und Analyse-Tools von Synopsys haben die Herangehensweise unserer Studententeams an das STEM-Lernen bereits verändert“, sagte Andrew Denford, Gründer und Vorsitzender von STEM Racing. „Und diese neue virtuelle STEM-Racing-Rennstrecke wird diese Erfahrung noch weiter verbessern. Indem die Studierenden komplexe Konzepte wie Luftwiderstand und iteratives Design in einer immersiven und ansprechenden Umgebung erforschen können, werden ihre praktischen Ingenieursfähigkeiten gestärkt. Dies führt nicht nur zu echten Leistungssteigerungen auf der physischen Rennstrecke, sondern bereitet sie auch auf den Erfolg in weiterführenden Studiengängen und zukünftigen MINT-Karrieren vor.“

Digitale Zwillinge von Rennumgebungen

„Der Einsatz physikalisch präziser digitaler Zwillinge von Rennumgebungen entspricht dem neuesten Stand der Technik im Motorsport und ermöglicht es den Teams, ihre Fahrzeuge für die besonderen Eigenschaften jeder Rennstrecke zu optimieren und möglichst kurze Rundenzeiten zu erzielen“, sagte Tim Costa, GM für Industrie- und Computeringenieurwesen bei Nvidia. „Durch die Verbindung der Nvidia-Omniverse-Bibliotheken mit Discovery und den fortschrittlichen Design- sowie KI-gesteuerten Funktionen von Synopsys bietet die digitale Zwillingsrennstrecke eine physikalisch genaue Umgebung, in der die Studierenden mit verschiedenen Fahrzeugdesigns experimentieren und allein durch Simulationen die Leistung für den realen Einsatz optimieren können.“

Untersuchungen zeigen, dass 82 Prozent der MINT-Fachkräfte bereits vor der Oberstufe Interesse an ihrem Fachgebiet entwickelt haben. Durch die Einführung fortschrittlicher Tools wie Discovery und Omniverse in den Klassenstufen K-12 können Schüler praktische Erfahrungen in den Bereichen computergestütztes Design (CAD), computergestütztes Engineering (CAE) und Simulation sammeln. Diese Fähigkeiten lassen sich nahtlos auf Abschlüsse in den Bereichen Ingenieurwesen, Design und Informatik übertragen.

Kreativität, Zusammenarbeit und Lösung realer Probleme

„Die Zusammenarbeit zwischen Synopsys und STEM Racing beweist, dass es bei MINT um Kreativität, Teamarbeit und die Lösung realer Probleme geht”, sagte Antonio Varas, Chief Strategy Officer bei Synopsys. „Tatsächlich zeigen Untersuchungen, dass Schüler, die praktische MINT-Erfahrungen sammeln, eher eine Karriere im MINT-Bereich anstreben. Diese Initiative spiegelt das große Engagement von Synopsys für die MINT-Bildung wider und hilft Schülern, Selbstvertrauen im Umgang mit komplexen Themen aufzubauen. Gleichzeitig wird sie zum lebenslangen Lernen ermutigt und die Begeisterung für eine mögliche Karriere im MINT-Bereich geweckt.“

Diese Ankündigung folgt auf eine kürzlich unterzeichnete Vereinbarung zwischen Nvidia und Synopsys. Demnach wird Synopsys die in seinen Simulations- und Analyselösungen eingebetteten Omniverse-Bibliotheken lizenzieren, verkaufen und unterstützen.

Weitere Informationen: https://www.synopsys.com/

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