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分析工具帮助描述漂浮但锚定的波浪能装置的运动

海浪代表了丰富的可再生能源来源。但是为了最好地使用这种自然资源,波能转换器需要能够物理处理不同优点的海浪而不倾向化。

德克萨斯农工大学的研究人员开发了一种分析工具,可以帮助描述漂浮但锚定的波浪能装置的运动。他们说,与昂贵和耗时的复杂模拟不同,他们的技术速度快,但足够精确,可以估计海浪能设备是否会在不断变化的海洋环境中翻转。

“波浪能转换器需要利用大浪动作来制造电力。但是当一个大风暴来到时,你不希望大浪,风和目前的动作来摧毁这些设备,”Jeffrey Falzarano博士,海洋工程系教授。“我们开发了更简单的分析工具,以判断这些设备在动态海洋环境中的性能,而不需要大量的模拟或物理模型测试,需要花费大量的时间来运行并且是成本禁止的。“

该杂志在网上对这些数学工具进行了描述船舶及海上构筑物在7月。

波能装置有两种模式。在“正常模式”下,它们将潮汐能转化为电能。因此,这种模式很大程度上决定了波浪能装置的设计是否经济有效。然而,在“生存”模式下,或者当入射波引起波能装置的大运动时,波能装置的性能在很大程度上是由系泊系统决定的,系泊系统将装置固定在水体底部的某个位置。

系泊可以是几种类型的,包括码头和锚浮标,并且可以以不同的配置排列。另外,波浪能器件的形状存在相当大的变化,使得预测设备是否将倾斜不动脉。

“船有各种各样的形状和大小;例如,油轮就与渔船或其他军用船只大不相同。这些不同的几何形状会影响船在水中的运动,”Falzarano说。“类似地,波浪能器件的形状可以是完全不同的。”

为了进行分析,法扎拉诺的研究生王浩(音)使用了一个圆柱形波能装置。这种通用的形状使研究人员可以简化预测问题,并将他们的分析扩展到其他类似形状的波能转换器。他还考虑了三种系泊配置。

HAO使用了两种分析方法,马尔可夫和梅尔尼科夫方法,预测随机激发下翻转的风险。更具体地,使用来自波能器件的几何形状的信息,系泊系统的配置和潮汐波属性,该方法产生含有类似包络区域的曲线图。直观地,如果波浪真的很大,就像在风暴期间一样,并且浮动船只逃脱了这个信封,它可能会出现营业额。

研究人员指出,尽管分析模型完全不同,但它们得出的结果几乎相同,验证了它们的优点和准确性。他们还说,他们的数学方法可以用于评估其他浮动设备的性能,如浮动风力涡轮机。

“浮动风力涡轮机的平台与波能器件的平台相同,因此如果波浪非常高,则浮动涡轮机也可以沥干或周转,”切拉拉诺说。“我的团队一直是研究船舶稳定性预测方法的领导者。我们现在正在考虑将这些方法应用到可再生的漂浮能源设备上。”

来源:http://www.tamu.edu/

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