卡内基浪潮能源设计并建造世界上第一个经营波场

在构建CETO系统之前，卡内基波能源工程师需要知道将在机械组件上放置多少负载，以便它们可以适当地尺寸。太重或强烈的组成部分会增加成本，但在暴风雨海洋中不够强大的组件可能会失败。工程师希望分析负载和估计能量输出，而无需构建整个系统的比例模型。

在CETO系统中，来自海洋的流体动力学力首先通过浮标的运动转换为机械能，然后通过泵的液压能，最后通过水电转换装置电能。Carnegie工程师需要一种方法来模拟这种多麦粉系统，并在一系列配置，海上条件和故障中运行模拟。此外，他们需要快速分析从部署系统收集的仿真结果和数据，以优化其型号，优化设计，并展示潜在客户和投资者的技术。

Carnegie波能源使用Simulink和Sims金宝appcape Fluids™为其波浪能技术创建和模拟多畴模型。

在Simulink中工金宝app作，该团队创建了一个浮标，泵和连接器的2D型号。它们模拟应用于泵的时刻以及使用自定义MATLAB的泵的角位移^®包含到Simulink模型中的功能。金宝app

使用Simscape Fluids，工程师建模系统的液压回路，包括液压缸和气缸垫，止回阀，蓄电池，管道和水电转换装置。

它们使用分段管线块来模拟CETO 5中的超过六公里的管道，代表管道的流体惯性，流体压缩性和电阻性。

在基于30年的海洋数据的Simulink中创建Sea状态模型之后，该团金宝app队耗尽了数百个模拟来分析负载，流量，压力，疲劳和其他关键系统指标。

它们通过在具有并行计算工具箱™的八个核和十二个核心处理器上运行多个模拟来减少模拟时间。

在MATLAB中分析了仿真结果。例如，该团队对仿真结果进行了统计分析，以提供具有疲劳数据的直方图的供应商。

PWEP安装中的数百个传感器在液压系统中的压力，流动和温度上收集数据;电气系统中的电压和电流频率;和机械系统中的负载，位移和加速度。在MATLAB中分析此数据后，工程师使用结果来验证其模型。初始测试表明建模和测量结果之间的强烈相关性。卡内基目前正在研究CETO 6，预计每浮标会产生1兆瓦的电力。

• 尺度测试最小化。“建立规模测试的物理原型是昂贵且耗时的，并且为机械负载和液压系统的鲁棒缩放方法是一种复杂的运动，”Fiévez说。“通过Simscape Fluids，我们简单地改变了模拟以匹配我们想要模型的系统的大小或范围。”
• 获得了重要的设计洞察力。“金宝appSimulink揭示了我们未预期的系统行为，”卡内基波动能量的分析工程师Alex Pichard说。“例如，我们需要确定当我们安装系统时最小化负载的活塞位置。我们的直觉告诉我们尽可能地将活塞带下来，但模拟表明它应该几乎完全延长。“
• 敏感性研究加速了。“我们的敏感性研究需要许多模拟，因为我们通常会为我们各不相同的每个参数值模拟15到20个海状态，”Acansion工程师Jack Jorgensen说。“通过并行计算工具箱，我们可以并行运行模拟，并使用十二台核心计算机，我们看到速度差不多大。”