연구원들은 해양 기반 유체 역학 에너지 프로젝트를 개발하는 데 사용할 수 있는 새로운 모델링 도구를 만들었습니다.이 도구는 보다 강력한 해양 유체 역학 기술을 설계하는 데 도움을 주고 자금 조달을 확보하고 상업 프로젝트를 허가하는 데 필수적인 위험 평가를 알리는 데 사용될 수 있습니다.논문 "해양 유체 역학 장치의 계류 시스템의 취약성 곡선 추정을 위한 베이지안 모델링 및 기계적 시뮬레이션"은출판됨일지에응용해양연구.

문제는 바다의 조수, 해류, 파도의 기계적 에너지를 전기로 변환하는 해양 유체 동력학 장치입니다.

"해양 유체 역학 기술은 미래의 지속 가능한 에너지 포트폴리오에 중요한 기여자가 될 가능성이 높습니다."라고 연구 논문의 공동 저자이자 노스캐롤라이나 주립 대학의 토목, 건설 및 환경 공학 부교수인 Anderson de Queiroz는 말합니다..

"그러나 유체 역학 장치가 전기를 생성할 수 있게 하는 동일한 전류와 파도는 다음과 같은 동안 장치를 손상시킬 수도 있습니다.기상 이변허리케인이나열대성 폭풍.예를 들어, 다음에 의해 생성된 파동은 다음과 같습니다.강풍잠재적으로 계류 및 고정 시스템에서 장치가 느슨해질 수 있습니다."

"해양 유체 역학 에너지 프로젝트는 시작하는 데 비용이 많이 듭니다."라고 NC 주립 대학의 토목 공학 및 건설 교수이자 논문의 공동 저자인 Mo Gabr이 말했습니다."개발자가 해양 유체 역학 프로젝트를 제안하는 경우 허가를 신청하고 보험에 가입해야 합니다. 이 두 가지 모두 개발자가 강력한 위험 평가를 수행해야 합니다. 취약성 곡선 추정이 필요한 곳입니다."

을 위한위험 평가, 해양 유체 동력학 장치의 구성 요소가 해저에서 느슨해지기 전에 얼마나 많은 힘을 견딜 수 있는지 아는 것이 중요합니다.이것이 바로 취약성 곡선 추정이 말해 줄 수 있는 것입니다.특히, 이러한 맥락에서 취약성 곡선은 계류 시스템 고장으로 인해 손상이 발생하기 전에 해양 유체 역학 장치가 허리케인이나 폭풍을 견딜 수 있는 힘의 양을 추정합니다.

"따라서 취약성 곡선 추정은 해양 유체 역학 에너지 프로젝트에 관해 더 많은 정보를 바탕으로 위험을 평가하는 데 도움이 됩니다"라고 de Queiroz는 말합니다."그러나 이는 더욱 견고하고 극한의 기상 조건을 더 잘 견딜 수 있는 해양 유체 역학 장치 계류 및 정박 시스템을 설계하는 데 사용할 수 있는 정보도 제공합니다.

“해류 터빈이라고 불리는 유체 역학적 장치에 초점을 맞춘 이 연구의 목표는 두 가지 일을 할 수 있는 모델을 만드는 것이었습니다.”라고 de Queiroz는 말했습니다.

"첫째, 사용자가 사용 중인 장치와 계류 및 정박 시스템의 특정 특성을 기반으로 프로젝트에 대한 취약성 곡선 추정치를 결정할 수 있습니다. 둘째, 사용자가 시스템이 다양한 상황에 어떻게 반응하는지 정확하게 확인할 수 있는 유체 역학 시뮬레이션 구성 요소를 통합합니다.이 두 번째 요소는 시스템 설계자가 더욱 견고한 장치와 계류 시스템을 개발하는 데 특히 유용합니다."

이를 염두에 두고 연구원들은 사용자가 해류와 같은 해양 유체 역학 프로젝트와 관련된 특정 데이터를 연결할 수 있는 소프트웨어를 만들었습니다.풍속, 유체운동 장치 및 계류 시스템의 물리적 특성 등.그런 다음 소프트웨어를 사용하여 시스템이 관련 위치의 계류에서 벗어날 가능성뿐만 아니라 그러한 고장이 발생하기 전에 기술이 얼마나 많은 전류 또는 풍속을 견딜 수 있는지 결정할 수 있습니다.

"예를 들어, 이 도구를 사용하면 100년 동안 폭풍이 몰아치는 동안 장치가 고정 및 계류 시스템에서 분리될 가능성이 있는지 여부를 확인할 수 있습니다."라고 de Queiroz는 말합니다.

"그러나 이 도구를 사용하여 지원 용량 특성이 100년 폭풍을 견딜 수 있을 때까지 시뮬레이션에서 장치나 계류 시스템을 수정한 다음 해당 정보를 사용하여 다음과 같은 특성을 갖는 시스템을 설계할 수도 있습니다.이런 능력이라니."

연구원들은 GitHub 플랫폼에서 소프트웨어 프로그램을 무료로 사용할 수 있도록 할 계획입니다.

“우리는 우리 모델이 성공적인 해양 유체 역학 에너지 프로젝트와 재생 가능 에너지에 의미 있는 기여를 할 기술을 발전시키는 데 유용할 것이라고 de Queiroz는 말했습니다.

논문의 교신저자는 박사학위를 취득한 Victor de Faria입니다.올해 초 NC State에서.이 논문은 Ph.D.인 Neda Jamaleddin이 공동 집필했습니다.NC 주립대 학생입니다.

추가 정보:Victor Augusto Durães de Faria 외, 해양 유체 역학 장치의 계류 시스템의 취약성 곡선 추정을 위한 베이지안 모델링 및 기계적 시뮬레이션,응용해양연구(2024).DOI: 10.1016/j.apor.2024.104243