4.4. Key challenges and future rese

4.4. Key challenges and future researches
Understandably, the accuracy and reliability of the wave basin test are crucial when using the test results to guide the design of wind turbines at the prototype scale. Previous studies, such as the studies of Matha et al. [61] and Jaksic et al. [62], have demonstrated the importance of correctly simulating wind-wave combined loads through a series of basin experiments. Table 5 shows the comparisons concluded by Zhao et al. [63].
Reviewing the experiments conducted in the previous studies, it is clear that:
(1) The generation of irregular wave and high-accuracy wind field is essential to simulate the mooring line dynamic, hydrodynamic and aerodynamic responses of the semi-submersible foundations. Currently, the wind and wave fields are generated by the wind-tunnel fans and wave generator separately in a wind-wave basin test, ignoring the fact that wave is mainly induced by winds in reality. Thus, how to accurately simulate the wave induced by the wind flow remains a challenge.
(2) Major components such as rotor model and mooring system model are oversimplified in most wave basin tests, and hence the measurements taken in the tests do not reflect the dynamic behavior of the wind turbine at the prototype scale. The model fully simulating the interactions between wind turbines, platforms and mooring lines is suggested to enhance the simulation of entire system of floating offshore wind turbines.
(3) At present, the geometric scale of the models employed in the conventional wave basin tests is between 1:150 and 1:50, as listed in Table 6 [64]. It is projected that the geometric scale would exceed the value of 1:150 in the foreseeable future along with the increase of wind turbine size. To have a largesized wind turbine tested in the wave basin, it is required that the geometric scale of the model becomes a small value. When the geometric scale of the model reduces below the value of 1:150, the Reynolds number corresponding to the model would deviate from the full-scale Reynolds number considerably, which results in the decrease of reliability of experimental data. Thus, the small scale model puts forward challenges for designing a wave basin test of floating offshore wind turbines [65].
(4) Basin test is supposed to be followed by prototype experiment conducted in real seas. Along with the increase of complexity and cost associated with the construction and deployment of a series of prototype floating wind turbine, the design and conduct of wave basin tests call for refinement to save the cost and time for a prototype experiment.
5. Numerical studies
Considering the components in a floating wind turbine system, a numerical simulation of the entire floating wind turbine system includes an aerodynamic model, a mooring line dynamic model and a hydrodynamic model.
Currently, two main categories of numerical simulations, frequency-domain analysis and time-domain analysis, are widely employed for investigating the semi-submersible foundation through numerical approach. Based on the frequency-domain analysis, a series of researches [10,36,66–68] have successfully showed the dynamic properties (displacement, acceleration and so on) of the semi-submersible foundation supporting wind turbines. The most paramount limitation of the frequency-domain analysis is, however, that it is not capable of capturing nonlinear dynamic characteristics or modeling transient loading events. It is apparent that both shortages are crucial when the dynamic responses of a semi-submersible foundation are of concern because the nonlinear dynamic responses of a semi-submersible foundation can be easily triggered by transient events [69]. As a result, the time-domain analysis will be the focus in the review.
The time-domain analysis is used to predict the foundation motion in any state by solving Newton equation of motion through a time–marching scheme. The Newton equation [27], in the vector form, is applied to solving for the

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

4.4. คีย์ความท้าทายและการวิจัยในอนาคตความเข้าใจ ความแม่นยำและความน่าเชื่อถือของการทดสอบอ่างคลื่นมีความสำคัญเมื่อใช้ผลการทดสอบการแนะนำการออกแบบกังหันลมในระดับต้น การศึกษาก่อนหน้านี้ เช่นการศึกษาของ Jaksic et al. [62], และ Matha ร้อยเอ็ด [61] ได้แสดงให้เห็นความสำคัญของการจำลองโหลดรวมคลื่นลมผ่านชุดของการทดลองลุ่มน้ำอย่างถูกต้อง ตาราง 5 แสดงการเปรียบเทียบที่สรุปโดย Zhao et al. [63]ตรวจทานการทดลองดำเนินการในการศึกษาก่อนหน้านี้ ก็ชัดเจนว่า:(1) การสร้างคลื่นไม่สม่ำเสมอและความแม่นยำสูงลมฟิลด์เป็นสำคัญเพื่อจำลองการจอดเรือสายตอบสนองแบบไดนามิก เกิด hydrodynamic และอากาศพลศาสตร์ของมูลนิธิจุ่มกึ่ง ปัจจุบัน ฟิลด์ลมและคลื่นสร้างขึ้น โดยแฟน ๆ อุโมงค์ลม และเครื่องกำเนิดคลื่นแยกต่างหากในการทดสอบอ่างคลื่นลม ละเว้นความจริงที่ว่าคลื่นเป็นส่วนใหญ่เกิดจากลมในความเป็นจริง ดังนั้น วิธีการจำลองคลื่นที่เกิดจากกระแสลมถูกต้องยังคงเป็นความท้าทาย(2) ส่วนใหญ่เช่นรุ่นใบพัดและระบบจอดเรือมี oversimplified ทดสอบอ่างคลื่นใหญ่ และดังนั้น การวัดในการทดสอบไม่สะท้อนการทำงานแบบไดนามิกของกังหันลมในระดับต้นแบบ แบบจำลองการโต้ตอบระหว่างกังหันลม แพลตฟอร์ม และการจอดเรือทั้งหมดจึงแนะนำให้เพิ่มแบบจำลองของระบบทั้งหมดของน้ำกังหันลมนอกชายฝั่ง(3) ในปัจจุบัน ขนาดเรขาคณิตของรูปแบบในการทดสอบอ่างคลื่นทั่วไปอยู่ระหว่าง 1:150 และ 1:50 ตามที่แสดงในตารางที่ 6 [64] มันเป็นที่คาดการณ์ว่ามาตราส่วนเรขาคณิตจะเกินค่าของ 1:150 ในอนาคตอันใกล้พร้อมกับการเพิ่มขึ้นของขนาดของกังหันลม มีกังหันลม largesized ทดสอบในอ่างคลื่น จำเป็นว่า ขนาดทางเรขาคณิตของรูปแบบเป็น ค่าขนาดเล็ก เมื่อลดขนาดทางเรขาคณิตของรูปแบบด้านล่างค่า 1:150 หมายเลขเรย์โนลด์สที่สอดคล้องกับรูปแบบจะเบี่ยงเบนจากหมายเลขเรย์โนลด์สเต็มรูปแบบมาก ซึ่งผลในการลดความน่าเชื่อถือของข้อมูลการทดลอง ดังนั้น แบบจำลองขนาดเล็กให้ไปข้างหน้าท้าทายสำหรับการออกแบบการทดสอบอ่างคลื่นของน้ำกังหันลมนอกชายฝั่ง [65](4) อ่างทดสอบควรจะตาม ด้วยทดลองต้นแบบที่ดำเนินในทะเลจริง พร้อมกับการเพิ่มขึ้นของความซับซ้อนและเกี่ยวข้องกับการก่อสร้างและปรับใช้ชุดต้นแบบกังหันลมลอย การออกแบบและดำเนินการของหน้าคลื่นทดสอบสำหรับปรับแต่งการบันทึกต้นทุนและเวลาสำหรับการทดลองแบบ5. ตัวเลขการศึกษาพิจารณาส่วนประกอบในลอยลมกังหันระบบ แบบจำลองของระบบกังหันลมลอยตัวทั้งหมดรวมถึงรูปแบบอากาศพลศาสตร์ การจอดเรือสายแบบไดนามิกและแบบจำลองการเกิด hydrodynamicขณะนี้ สองประเภทหลักของตัวเลขจำลอง วิเคราะห์โดเมนความถี่และโดเมนเวลา เป็นลูกจ้างอย่างกว้างขวางสำหรับตรวจสอบพื้นฐานแบบจุ่มกึ่งผ่านวิธีเชิงตัวเลข จากการวิเคราะห์โดเมนความถี่ ชุดงานวิจัย [10,36,66 – 68] ได้สำเร็จพบคุณสมบัติแบบไดนามิก (ปริมาณกระบอกสูบ เร่ง และอื่น ๆ) ของมูลนิธิจุ่มกึ่งสนับสนุนกังหันลม ข้อจำกัดการวิเคราะห์โดเมนความถี่มากที่สุดยิ่งได้ อย่างไรก็ตาม ว่า จะไม่สามารถจับลักษณะแบบไดนามิกไม่เชิงเส้น หรือแบบจำลองเหตุการณ์โหลดชั่วคราว นั้นไม่ใช่ว่า ขาดแคลนทั้งสองมีความสำคัญเมื่อการตอบสนองแบบไดนามิกของมูลนิธิจุ่มกึ่งมีความกังวลเนื่องจากการตอบสนองแบบไดนามิกไม่เชิงเส้นของมูลนิธิจุ่มกึ่งจะได้ทริกเกอร์ โดยเหตุการณ์ชั่วคราว [69] เป็นผล การวิเคราะห์เวลาในโดเมนจะโฟกัสในการรีวิวการวิเคราะห์โดเมนเวลาใช้ทำนายการเคลื่อนไหวพื้นฐานในสถานะใด ๆ โดยการแก้สมการของนิวตันการเคลื่อนไหวผ่านแบบเวลา – สวนสนาม ใช้การแก้สมการนิวตัน [27], ในรูปแบบเวกเตอร์ การ

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

4.4 ความท้าทายที่สำคัญและอนาคตวิจัย
ทุ่มเทความถูกต้องและความน่าเชื่อถือของการทดสอบคลื่นลุ่มน้ำที่มีความสำคัญเมื่อมีการใช้ผลการทดสอบเพื่อเป็นแนวทางในการออกแบบของกังหันลมในระดับต้นแบบ การศึกษาก่อนหน้าเช่นการศึกษาของการ์โนมะ et al, [61] และ Jaksic et al, [62] ได้แสดงให้เห็นความสำคัญของการได้อย่างถูกต้องจำลองโหลดรวมคลื่นลมผ่านชุดการทดลองอ่าง ตารางที่ 5 แสดงให้เห็นถึงการเปรียบเทียบสรุปโดย Zhao et al, . [63]
การตรวจสอบการทดลองดำเนินการในการศึกษาก่อนหน้านี้ก็เป็นที่ชัดเจนว่า:
(1) การสร้างคลื่นผิดปกติและลมทุ่งแม่นยำสูงเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อจำลองสายการจอดเรือแบบไดนามิกอุทกพลศาสตร์และพลศาสตร์การตอบสนองของกึ่งจุ่ม- ฐานราก ขณะนี้คลื่นลมเขตข้อมูลจะถูกสร้างโดยแฟนอุโมงค์ลมและเครื่องกำเนิดคลื่นแยกต่างหากในการทดสอบคลื่นลมลุ่มน้ำโดยไม่สนใจความจริงที่ว่าคลื่นส่วนใหญ่จะเกิดจากลมในความเป็นจริง ดังนั้นวิธีการอย่างถูกต้องจำลองคลื่นที่เกิดจากการไหลเวียนของลมยังคงเป็นความท้าทาย.
(2) องค์ประกอบที่สำคัญเช่นรูปแบบโรเตอร์และรูปแบบระบบการจอดเรือจะสมจริงสมจังมากที่สุดในการทดสอบคลื่นลุ่มน้ำและด้วยเหตุนี้การวัดที่ใช้ในการทดสอบไม่ได้สะท้อนให้เห็นถึง พฤติกรรมแบบไดนามิกของกังหันลมในระดับต้นแบบ รูปแบบเต็มที่จำลองปฏิสัมพันธ์ระหว่างกังหันลมแพลตฟอร์มและสายการจอดเรือเป็นข้อเสนอแนะเพื่อเพิ่มการจำลองของระบบทั้งหมดของลอยกังหันลมนอกชายฝั่ง.
(3) ในปัจจุบันขนาดของรูปทรงเรขาคณิตของแบบจำลองที่ใช้ในการทดสอบคลื่นลุ่มน้ำธรรมดาอยู่ระหว่าง 1: 150 และ 01:50 ตามที่ระบุไว้ในตารางที่ 6 [64] มันเป็นที่คาดการณ์ว่าระดับเรขาคณิตจะเกินค่าของ 1: 150 ในอนาคตอันใกล้พร้อมกับการเพิ่มขนาดของกังหันลม จะมีกังหันลม largesized ทดสอบในอ่างคลื่นจะต้องให้ระดับเรขาคณิตของรูปแบบที่จะกลายเป็นค่าขนาดเล็ก เมื่อโยเรขาคณิตของรูปแบบที่ลดต่ำกว่ามูลค่า 1: 150, จำนวน Reynolds ที่สอดคล้องกับรูปแบบจะเบี่ยงเบนจากเต็มรูปแบบจำนวนมากนาดส์ซึ่งจะส่งผลในการลดความน่าเชื่อถือของข้อมูลการทดลอง ดังนั้นรูปแบบขนาดเล็กทำให้ความท้าทายข้างหน้าสำหรับการออกแบบการทดสอบคลื่นอ่างลอยกังหันลมนอกชายฝั่ง [65].
(4) การทดสอบลุ่มน้ำควรจะตามด้วยการทดสอบต้นแบบดำเนินการในทะเลจริง พร้อมกับการเพิ่มขึ้นของความซับซ้อนและค่าใช้จ่ายที่เกี่ยวข้องกับการก่อสร้างและการใช้งานของชุดของต้นแบบลอยกังหันลม, การออกแบบและการดำเนินการของการทดสอบลุ่มน้ำคลื่นโทรสำหรับการปรับแต่งเพื่อประหยัดค่าใช้จ่ายและเวลาในการทดลองต้นแบบ.
5 การศึกษาเชิงตัวเลข
พิจารณาองค์ประกอบในระบบกังหันลมลอยแบบจำลองเชิงตัวเลขของทั้งระบบกังหันลมลอยรวมถึงรูปแบบพลศาสตร์สายการจอดเรือรูปแบบไดนามิกและแบบจำลองอุทกพลศาสตร์.
ปัจจุบันสองประเภทหลักของการจำลองเชิงตัวเลขการวิเคราะห์โดเมนความถี่ และการวิเคราะห์โดเมนเวลา, มีการจ้างงานกันอย่างแพร่หลายสำหรับการสืบสวนมูลนิธิกึ่งดำน้ำผ่านวิธีการเชิงตัวเลข บนพื้นฐานของการวิเคราะห์โดเมนความถี่ชุดของงานวิจัย a [10,36,66-68] ได้แสดงให้เห็นคุณสมบัติแบบไดนามิก (รางเร่งความเร็วและอื่น ๆ ) ของ Semi-submersible มูลนิธิสนับสนุนกังหันลมที่ประสบความสำเร็จ ข้อ จำกัด ที่สำคัญยิ่งใหญ่ของการวิเคราะห์โดเมนความถี่คืออย่างไรว่ามันไม่ได้มีความสามารถในการจับภาพลักษณะพลวัตไม่เชิงเส้นหรือการสร้างแบบจำลองเหตุการณ์โหลดชั่วคราว มันเห็นได้ชัดว่าทั้งสองมีความสำคัญต่อการขาดแคลนเมื่อการตอบสนองแบบไดนามิกของรากฐานกึ่งดำน้ำมีความกังวลเพราะการตอบสนองแบบไดนามิกไม่เชิงเส้นของมูลนิธิกึ่งดำน้ำสามารถเรียกได้อย่างง่ายดายโดยเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นชั่วคราว [69] เป็นผลให้การวิเคราะห์โดเมนเวลาจะมุ่งเน้นในการตรวจสอบได้.
การวิเคราะห์โดเมนเวลาที่ใช้ในการคาดการณ์การเคลื่อนไหวพื้นฐานในรัฐใด ๆ โดยการแก้สมการการเคลื่อนที่ของนิวตันผ่านโครงการเวลาเดิน นิวตันสมการ [27] ในรูปแบบเวกเตอร์ถูกนำไปใช้ในการแก้ปัญหาสำหรับ