降低現(xiàn)場考察成本 英國大學研發(fā)海上風電海浪模擬軟件

對于離岸風電開發(fā)商與制造商來說,能抵御強風與大浪為風機必要條件,不僅可降低渦輪機維修費用,也能拉長產品壽命,因此在風機投產前得先進行一長串測試與模擬,過程中得花費許多時間與金錢。

海浪六自由度平臺

為減少成本與精簡流程,英國曼徹斯特大學(UoM)機械、航太與土木工程學院博士生 Alex Chow 近日開發(fā)模擬風浪電腦軟件,可以利用電腦模擬復雜科學和工程,透過強大的電腦圖形處理器(GPU),模擬巨浪撞擊風力發(fā)電與石油鉆探等離岸結構,可精準預測海浪對設施的潛在沖擊力。

Chow 指出,物理實驗有點不切實際且也無法代表問題所在,而這些實驗可讓工程師與研究員不用實際現(xiàn)場考察或是進行昂貴實驗,就能修改與調整結構設計。

在以往研究中,潮汐規(guī)律等復雜模擬需要數(shù)十億的計算與數(shù)百萬個數(shù)據(jù)點,研究得透過超級電腦才得以達成。而超級電腦更是由數(shù)百個中央處理系統(tǒng)(CPU)與電腦核心組成,需要消耗大量電力與金錢才可以打造,只有少數(shù)研究員與科學家才能使用。

而該技術不用消耗大量金額,Chow 表示,該軟件可以將繁復科學模擬成本從幾十萬英鎊降到幾千英鎊。Chow 透過開源程序碼 DualSPHysics 開發(fā)該軟件,能執(zhí)行科學模擬方法「不可壓縮光滑粒子流體動力學」(ISPH)測試諸如巨浪等實際狀況。

這項軟件優(yōu)勢是大多研究員和小型工程公司都能使用,可說是只要擁有高效能筆記本電腦或高性能 GPU 電腦就可以運作。

英國離岸風電發(fā)電量比其他國家還要多,每年約有 5% 電力來自該產業(yè),且預計到 2020 年將增長到 10%,Chow 表示,隨著世界各國致力于滿足綠能目標,廠商漸漸注意到海洋能源與離岸風電潛力,但海洋環(huán)境非常嚴酷,因此為新能源設計有效且堅固結構是一項艱鉅挑戰(zhàn)。

 

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