研究人员创建了一种新的建模工具，可用于帮助开发基于海洋的流体动力能源项目。该工具可用于帮助设计更强大的海洋流体动力技术，并为风险评估提供信息，这对于确保商业项目的融资和许可至关重要。论文“海洋流体动力学装置系泊系统的脆弱性曲线估计的贝叶斯建模和机械模拟”是发表在日记中应用海洋研究。

争论的焦点是海洋流体动力装置，它将海洋潮汐、海流和波浪的机械能转化为电能。

“海洋流体动力技术有望成为未来可持续能源组合的重要贡献者”，该研究论文的合著者、北卡罗来纳州立大学土木、建筑和环境工程系副教授安德森·德·奎罗斯（Anderson de Queiroz）说道。

“然而，允许流体动力装置发电的相同电流和波浪也会在运行过程中损坏装置。极端天气事件，例如飓风或热带风暴。例如，产生的波大风可能会使设备从系泊装置和锚定系统上松脱。”

“海洋流体动力能源项目的启动成本很高，”该论文的合著者、北卡罗来纳州立大学土木工程与建筑学杰出教授莫·加布尔（Mo Gabr）说。“如果开发商提出海洋流体动力学项目，则需要申请许可证并获得保险，而这两件事都需要开发商进行严格的风险评估。这就是脆弱性曲线估计的用武之地。”

为了风险评估重要的是要知道海洋流体动力装置的部件在脱离海底之前能够承受多大的力。这正是脆弱性曲线估计可以告诉您的。具体来说，在这种情况下，脆弱性曲线估计了海洋流体动力装置在因系泊系统故障而发生损坏之前可以承受飓风或风暴的力量。

“因此，脆弱性曲线估计可以帮助您对海洋流体动力能源项目进行更明智的风险评估，”德奎罗斯说。“但是，它还为您提供了可用于设计更坚固且能够更好地承受极端天气条件的海洋流体动力装置系泊和锚定系统的信息。

“我们这项工作的目标是创建一个可以做两件事的模型，重点关注称为洋流涡轮机的流体动力装置，”德奎罗斯说。

“首先，允许用户根据他们所使用的设备以及系泊和锚定系统的具体特征来确定其项目的脆弱性曲线估计。其次，结合一个流体动力学模拟组件，使用户能够准确地看到他们的系统如何响应各种水流和风速对于帮助系统设计人员开发更强大的设备和系泊系统特别有价值。”

考虑到这一点，研究人员创建了一款软件，允许用户插入与其海洋流体动力学项目相关的特定数据，例如洋流、风速、流体动力装置和系泊系统的物理特性等等。然后，该软件不仅可以用来确定系统在相关位置脱离系泊装置的可能性有多大，还可以确定该技术在发生此类故障之前可以承受多少电流或风速。

“例如，您可以使用此工具来确定您的设备是否可能在 100 年风暴期间从其锚定和系泊系统中脱离，”de Queiroz 说。

“但是您也可以使用此工具在模拟中修改您的设备或系泊系统，直到其支撑能力特性能够承受 100 年的风暴，然后使用该信息设计一个具有以下属性的系统：这样的能力。”

研究人员计划在 GitHub 平台上免费提供该软件程序。

德奎罗斯说：“我们希望我们的模型有助于推进成功的海洋流体动力能源项目和技术，从而为可再生能源做出有意义的贡献。”

该论文的通讯作者是 Victor de Faria，他获得了博士学位。今年早些时候来自北卡罗来纳州。该论文由 Neda Jamaleddin 博士共同撰写。北卡罗来纳州立大学的学生。

更多信息：Victor Augusto Durares de Faria 等人，用于海洋流体动力装置系泊系统脆弱性曲线估计的贝叶斯建模和机械模拟，应用海洋研究（2024）。DOI：10.1016/j.apor.2024.104243