卡内基波浪能源设计并建造了世界上第一个运行中的波浪发电厂

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，海洋的水动力首先通过浮标的运动转化为机械能，然后通过泵转化为水力能，最后通过水力发电转换装置转化为电能。卡内基的工程师们需要一种方法来模拟这个多领域系统，并对一系列配置、海洋条件和故障进行模拟。此外，他们需要快速分析模拟结果和从部署系统收集的数据，以完善他们的模型，优化设计，并向潜在客户和投资者展示技术。

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。

他们使用分段的管道块来模拟CETO 5中超过6公里的管道，并表示管道的流体惯性、流体可压缩性和阻力特性。

在基于30年海洋数据在Simulink中创建了海洋状态模型之后，该团队金宝app运行了数百个模拟来分析负载、流动、压力、疲劳和其他关键系统指标。

他们使用parallel Computing Toolbox™在8核和12核处理器上并行运行多个仿真，从而减少了仿真时间。

在MATLAB中对仿真结果进行了分析。例如，该团队对模拟结果进行了统计分析，向供应商提供了疲劳数据的直方图。

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。Fievez说:“为规模测试建立物理原型是昂贵和费时的，为机械负载和液压系统开发可靠的规模测试方法是一项复杂的工作。”“使用Simscape fluid，我们只是简单地改变了模拟，以匹配我们想要建模的系统的大小或范围。”
• 获得了关键的设计见解。“金宝appSimulink揭示了我们没有预料到的系统行为，”卡内基波浪能源公司的分析工程师Alex Pichard说。例如，在安装系统时，我们需要确定活塞的位置，使负载最小化。我们的直觉告诉我们应该尽可能降低活塞，但模拟显示它应该几乎完全延长。”
• 敏感性研究加速。“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。”