減少現(xiàn)場(chǎng)考察成本 英國(guó)研發(fā)海上風(fēng)電海浪模擬軟件

北極星風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)訊:對(duì)于離岸風(fēng)電開發(fā)商與制造商來(lái)說(shuō)，能抵御強(qiáng)風(fēng)與大浪為風(fēng)機(jī)必要條件，不僅可降低渦輪機(jī)維修費(fèi)用，也能拉長(zhǎng)產(chǎn)品壽命，因此在風(fēng)機(jī)投產(chǎn)前得先進(jìn)行一長(zhǎng)串測(cè)試與模擬，過程中得花費(fèi)許多時(shí)間與金錢。

為減少成本與精簡(jiǎn)流程，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)（UoM）機(jī)械、航太與土木工程學(xué)院博士生 Alex Chow 近日開發(fā)模擬風(fēng)浪電腦軟件，可以利用電腦模擬復(fù)雜科學(xué)和工程，透過強(qiáng)大的電腦圖形處理器（GPU），模擬巨浪撞擊風(fēng)力發(fā)電與石油鉆探等離岸結(jié)構(gòu)，可精準(zhǔn)預(yù)測(cè)海浪對(duì)設(shè)施的潛在沖擊力。

Chow 指出，物理實(shí)驗(yàn)有點(diǎn)不切實(shí)際且也無(wú)法代表問題所在，而這些實(shí)驗(yàn)可讓工程師與研究員不用實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)考察或是進(jìn)行昂貴實(shí)驗(yàn)，就能修改與調(diào)整結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

在以往研究中，潮汐規(guī)律等復(fù)雜模擬需要數(shù)十億的計(jì)算與數(shù)百萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，研究得透過超級(jí)電腦才得以達(dá)成。而超級(jí)電腦更是由數(shù)百個(gè)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(xué)家才能使用。

而該技術(shù)不用消耗大量金額，Chow 表示，該軟件可以將繁復(fù)科學(xué)模擬成本從幾十萬(wàn)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(xué)模擬方法「不可壓縮光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)」（ISPH）測(cè)試諸如巨浪等實(shí)際狀況。

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

英國(guó)離岸風(fēng)電發(fā)電量比其他國(guó)家還要多，每年約有 5% 電力來(lái)自該產(chǎn)業(yè)，且預(yù)計(jì)到 2020 年將增長(zhǎng)到 10%，Chow 表示，隨著世界各國(guó)致力于滿足綠能目標(biāo)，廠商漸漸注意到海洋能源與離岸風(fēng)電潛力，但海洋環(huán)境非常嚴(yán)酷，因此為新能源設(shè)計(jì)有效且堅(jiān)固結(jié)構(gòu)是一項(xiàng)艱鉅挑戰(zhàn)。