降低现场考察成本 英国大学研发海上风电海浪模拟软件

对于离岸风电开发商与制造商来说,能抵御强风与大浪为风机必要条件,不仅可降低涡轮机维修费用,也能拉长产品寿命,因此在风机投产前得先进行一长串测试与模拟,过程中得花费许多时间与金钱。

降低现场考察成本 英国大学研发海上风电海浪模拟软件插图海浪六自由度平台

为减少成本与精简流程,英国曼彻斯特大学(UoM)机械、航太与土木工程学院博士生 Alex Chow 近日开发模拟风浪电脑软件,可以利用电脑模拟复杂科学和工程,透过强大的电脑图形处理器(GPU),模拟巨浪撞击风力发电与石油钻探等离岸结构,可精准预测海浪对设施的潜在冲击力。

Chow 指出,物理实验有点不切实际且也无法代表问题所在,而这些实验可让工程师与研究员不用实际现场考察或是进行昂贵实验,就能修改与调整结构设计。

在以往研究中,潮汐规律等复杂模拟需要数十亿的计算与数百万个数据点,研究得透过超级电脑才得以达成。而超级电脑更是由数百个中央处理系统(CPU)与电脑核心组成,需要消耗大量电力与金钱才可以打造,只有少数研究员与科学家才能使用。

而该技术不用消耗大量金额,Chow 表示,该软件可以将繁复科学模拟成本从几十万英镑降到几千英镑。Chow 透过开源程序码 DualSPHysics 开发该软件,能执行科学模拟方法「不可压缩光滑粒子流体动力学」(ISPH)测试诸如巨浪等实际状况。

这项软件优势是大多研究员和小型工程公司都能使用,可说是只要拥有高效能笔记本电脑或高性能 GPU 电脑就可以运作。

英国离岸风电发电量比其他国家还要多,每年约有 5% 电力来自该产业,且预计到 2020 年将增长到 10%,Chow 表示,随着世界各国致力于满足绿能目标,厂商渐渐注意到海洋能源与离岸风电潜力,但海洋环境非常严酷,因此为新能源设计有效且坚固结构是一项艰钜挑战。

 

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