Design af dybhavsolierigge kan forbedres ved forenklede bølgesimuleringer

Evaluering af bølgernes indvirkning på dybhavsrigge er blevet lettere ved hjælp af en A*STAR-udviklet beregningsteknik, der skulle øge flydende platforme og gøre dem billigere at fremstille.

Offshore olieplatforme og vindmøller hviler konventionelt sikkert på havbunden. Men hvis de skal operere på dybere farvande, flydende strukturer er påkrævet. I betragtning af den enorme investering, der er nødvendig for at bygge og placere disse platforme, det er vigtigt, at de kan modstå bølger, storme og endda tsunami. Potentielle designs testes typisk ved at bygge en model og prøve den i en bølgetank - men det er dyrt, og resultater opnået under sådanne kontrollerede forhold kan ikke altid overføres ude på havet.

Computersimuleringer giver en billigere tilgang. Den hurtige udvikling af højtydende computere har gjort det muligt at løse de komplicerede tredimensionelle ikke-lineære ligninger, der beskriver væskestrømmen rundt og gennem et komplekst arrangement af objekter. Men beregningerne er tidskrævende, og ingeniører skal ofte indgå et kompromis mellem nøjagtighed og effektivitet. For at imødegå denne afvejning, Xin Lu og kolleger fra A*STAR Institute of High Performance Computing udviklede en metode, der reducerede computertiden ved at bygge videre på en teknik, der kaldes domænespaltning.

Deres metode opdeler det område, der skal simuleres, i underdomæner, hvor forskellige typer beregninger udføres:et nærfelt -underdomæne, hvor den viskøse strømningsmodel anvendes, og et fjernfeltdomæne, hvor en model, der beregner systemets potentielle energi, anvendes. Den beregningsmæssige indsats pr. Underdomæne er meget mindre end hele domænet, men det er svært at koble underdomæner. Lu og teamet opnåede denne kobling ved at overlappe regionerne i det, de kalder bufferzoner. "Denne overlappede zoneteknik eliminerer behovet for sub-iteration i hvert tidstrin, dermed fremskynde modelleringen, "forklarer Lu.

Teamet bruger deres overlappende teknik til nedbrydning af domæner til at modellere udbredelsen af ​​en ensom bølge, at måle bølgens indvirkning på en delvist nedsænket krop og at genskabe en bølge, når den bryder på en strand. "Denne nye metode er i stand til at levere sammenlignelige resultater på bare halvdelen eller endda en tredjedel af den oprindelige computertid, "siger Lu." Og når den er optimeret, beregningstiden forventes at blive reduceret yderligere med 80 procent. "