研究者たちは、海洋ベースの水力学エネルギー プロジェクトの開発に役立つ新しいモデリング ツールを作成しました。このツールは、より堅牢な海洋流体力学技術の設計を支援するためと、商業プロジェクトの資金調達と許可を確保するために不可欠なリスク評価の情報を提供するために使用できます。論文「海洋流体力学装置の係留システムの脆弱性曲線推定のためのベイズ モデリングと機械シミュレーション」出版された日記で応用海洋研究。

問題となっているのは、海の潮汐、海流、波の機械エネルギーを電気に変換する海洋水力学装置である。

「海洋流体力学技術は、将来的に持続可能なエネルギーポートフォリオに大きく貢献する可能性を秘めています」と、この研究に関する論文の共著者であり、ノースカロライナ州立大学の土木・建設・環境工学准教授であるアンダーソン・デ・ケイロス氏は言う。。

「しかし、流体力学装置が発電するのと同じ電流や波も、作動中に装置を損傷する可能性があります。異常気象現象ハリケーンや熱帯暴風雨。たとえば、次のような波が発生します。強風デバイスが係留や固定システムから引き裂かれる可能性があります。」

「海洋水力学エネルギープロジェクトは、軌道に乗せるのに多額の費用がかかります」と、論文の共著者であり、ノースカロライナ州立土木工学および建設の特別教授であるモー・ガブル氏は言う。「開発者が海洋水力学プロジェクトを提案する場合、許可を申請し、保険に加入する必要があります。その両方で、開発者はしっかりとしたリスク評価を行う必要があります。そこで脆弱曲線の推定が役に立ちます。」

のためにリスク評価、海洋水力学装置のコンポーネントが海底から外れる前にどの程度の力に耐えられるかを知ることが重要です。そしてそれはまさに、脆弱性曲線の推定値からわかることです。具体的には、この文脈において、脆弱性曲線は、係留システムの故障により損傷が発生する前に、海洋水力学装置がハリケーンや嵐からどれだけの力に耐えられるかを推定します。

「したがって、脆弱性曲線の推定は、海洋水力学エネルギープロジェクトに関して、より多くの情報に基づいたリスク評価を行うのに役立ちます」とデ・ケイロス氏は言います。「しかし、より堅牢で極端な気象条件に耐えられる海洋流体力学装置の係留および固定システムを設計するために使用できる情報も提供します。

「海流タービンと呼ばれる水力学装置に焦点を当てたこの研究での私たちの目標は、2 つのことを実行できるモデルを作成することでした」と de Queiroz 氏は言います。

「第一に、ユーザーは、使用しているデバイスや係留および固定システムの特定の特性に基づいて、プロジェクトの脆弱性曲線の推定値を決定できるようになります。第二に、ユーザーがさまざまな環境に対してシステムがどのように反応するかを正確に確認できる流体力学シミュレーション コンポーネントを組み込むことです。」この 2 番目の要素は、システム設計者がより堅牢なデバイスや係留システムを開発するのに特に役立ちます。」

それを念頭に置いて、研究者らは、ユーザーが海洋水力学プロジェクトに関連する海流などの特定のデータをプラグインできるソフトウェアを作成しました。風速、流体運動装置や係留システムの物理的特性など。このソフトウェアを使用すると、システムが関連する場所の係留から解放される可能性がどの程度であるかだけでなく、そのような障害が発生する前にその技術がどのくらいの流れや風速に耐えられるかを判断することができます。

「たとえば、このツールを使用すると、100 年に一度の嵐の際にデバイスが固定および係留システムから外れる可能性があるかどうかを判断できます」と de Queiroz 氏は言います。

「しかし、このツールを使用して、サポート能力の特性が 100 年の嵐に耐えられるようになるまで、シミュレーションでデバイスや係留システムを変更し、その情報を使用して、次のような特性を備えたシステムを設計することもできます。そのような能力。」

研究者らは、このソフトウェア プログラムを GitHub プラットフォームで自由に利用できるようにする予定です。

「私たちのモデルが、再生可能エネルギーに有意義な貢献をもたらす海洋水力学エネルギープロジェクトや技術の推進に役立つことを願っています」とデ・ケイロス氏は言う。

この論文の連絡著者は、博士号を取得した Victor de Faria です。今年初めにノースカロライナ州から来ました。この論文はネダ・ジャマレディン博士の共著者です。ノースカロライナ州立大学の学生。

詳細情報:Victor Augusto Durés de Faria 他、海洋水力学装置の係留システムの脆弱曲線推定のためのベイジアン モデリングと機械的シミュレーション、応用海洋研究（2024年）。DOI: 10.1016/ja.apor.2024.104243