code to develop a fully integrated

code to develop a fully integrated floating wind turbine model [96]. Among these simulation tools briefed above, it is obvious an advantage if the simulation tool could couple two existing independent computer programs [97].
Recently, the SIMO and RIFLEX codes have been contained in SIMA analysis tool, a collective program composed of several codes for modeling, simulation and post-processing, proving a ‘tightcoupling’ method to solve the Newton's equation [30]. The SIMA analysis tool has been enhanced to involve a model specifically for simulating the offshore wind turbine. More detailed information can be referred to Luxcey et al. [98] and MARINTEK [99].
Furthermore, a novel approach was proposed to couple a threedimensional flow solver EllipSys3D, with FLEX5, an aeroelastic code, to calculate the dynamics of floating wind turbines under the excitations of wind-wave combined loads [100]. While the Navier– Stokes equation governing the air flow is solved in the EllipSys3D code, the FLEX5 code calculates the aerodynamic forces acting on the blades based on the BEM theory. At each time step, the aerodynamic data output from the FLEX5 code is transferred into the EllipSys3D model. The wind velocities generated by solving the Navier–Stokes equation in EllipSys3D model, in return, are transferred back into the FLEX5 code for the further calculation of the aerodynamic loads. The main advantage of this EllipSys3D-FLEX5coupled model is that the unsteady simulation can be carried out without resolving the boundary layer problem occurred when trying to resolve the flow-flied near the rotor blades.
5.5. Key challenges and future researches
It is widely recognized in the numerical simulation of the dynamic behaviors of floating wind turbines that the currently available tools are generally in lack of algorithms simulating the aerodynamics of long soft leaves and tall towers [78]. In addition, Morison's equation [69] adopted in several programs to calculate the hydrodynamics of floating turbines has been found not fully reliable. Furthermore, the loads acting on the mooring system are usually calculated according to the user-defined relationship between the force and the displacement or quasi-static catenary equations, which is considered oversimplified. The more accurate and reliable dynamic cable method, however, demands vast computational power, which makes it infeasible to include in a comprehensive simulation model.
Future research should concentrate upon the improvements of the aero-hydrodynamic simulations of semi-submersible foundation [101]. Several challenges are foreseen as follows:
1. The simulation of ‘high Reynolds number flows’ around the blades is practically challenging due to the complex structures of wakes, the tip vortices and the high rotational speeds. Therefore, simulating the flowing fluid around the blades based on dynamic mesh demands refined algorithm and considerable computational resource.
2. Although the algorithm is already available to solve the FSIproblem, the complex geometry of the wind turbine and floating foundation requires unbearable computational power to conduct a FSI numerical simulation if no specific optimization is included. Currently, the conventional finite

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

รหัสพัฒนาครบวงจรลอยลมกังหันแบบ [96] ในเครื่องมือการจำลองเหล่านี้พร้อมข้างต้น มันเป็นที่ชัดเจนเป็นประโยชน์ถ้าเครื่องมือจำลองสามารถคู่สองโปรแกรมคอมพิวเตอร์อิสระที่มีอยู่ [97]เมื่อเร็ว ๆ นี้ รหัส SIMO และ RIFLEX ได้ประกอบด้วยเครื่องมือวิเคราะห์สีมา รวมโปรแกรมที่ประกอบด้วยหลายรหัสสำหรับสร้างแบบจำลอง จำลอง และประมวล ผลหลัง พิสูจน์วิธี 'tightcoupling' การแก้สมการของนิวตัน [30] เครื่องมือวิเคราะห์สีมาได้ถูกปรับปรุงให้เกี่ยวข้องกับรูปแบบโดยเฉพาะสำหรับการจำลองกังหันลมนอกชายฝั่ง ข้อมูลเพิ่มเติมสามารถเรียก Luxcey ร้อยเอ็ด [98] และ MARINTEK [99]นอกจากนี้ วิธีการใหม่ที่เสนอให้คู่แก้ปัญหากระแส threedimensional EllipSys3D กับ FLEX5 รหัสการ aeroelastic การคำนวณ dynamics การลอยตัวกังหันลมภายใต้ excitations ของลมคลื่นรวม [100] ในขณะที่แก้ไขในรหัส EllipSys3D เป็นสมการ Navier-สโตกส์ที่ควบคุมการไหลของอากาศ รหัส FLEX5 คำนวณแรงอากาศพลศาสตร์ที่กระทำบนใบพัดตามทฤษฎี BEM ในแต่ละขั้นตอนของเวลา การแสดงผลข้อมูลอากาศพลศาสตร์จากรหัส FLEX5 จะถูกโอนย้ายโมเดล EllipSys3D ความเร็วลมที่สร้างขึ้น โดยการแก้สมการ Navier-สโตกส์ในรุ่น EllipSys3D กลับ จะโอนย้ายกลับไปยังรหัส FLEX5 สำหรับการคำนวณการเพิ่มเติมของแรงอากาศพลศาสตร์ ประโยชน์หลักของรุ่นนี้ EllipSys3D-FLEX5coupled เป็นว่า จำลองจะสามารถดำเนินการได้โดยไม่ต้องแก้ไขปัญหาชั้นขอบเขตเกิดขึ้นเมื่อคุณพยายามแก้ไขการไหล-flied ใกล้ใบพัดหมุน5.5. คีย์ความท้าทายและการวิจัยในอนาคตมันเป็นที่ยอมรับในการจำลองลักษณะการทำงานแบบไดนามิกการลอยตัวกังหันลมที่เครื่องมือมีอยู่ในปัจจุบันโดยทั่วไปขาดการจำลองพลศาสตร์ของใบอ่อนยาวและอาคารสูง [78] อัลกอริทึม ของ Morison สมการ [69] นำมาใช้ในโปรแกรมหลายโปรแกรมในการคำนวณ hydrodynamics การลอยตัวกังหันพบไม่เชื่อถือเต็ม นอกจากนี้ แรงที่กระทำบนระบบจอดเรือมักคำนวณตามที่ผู้ใช้กำหนดความสัมพันธ์ระหว่างแรงและปริมาณกระบอกสูบหรือวนอุทยานคง catenary สมการ ซึ่งถือว่า oversimplified ความแม่นยำ และสายแบบไดนามิกวิธี อย่างไรก็ตาม ต้องมั่นกำลังการคำนวณ ที่เดิมในแบบจำลองที่ครอบคลุมงานวิจัยในอนาคตควรมีสมาธิเมื่อมีการปรับปรุงการจำลองแบบ aero เกิด hydrodynamic จุ่มกึ่งมูลนิธิ [101] ความท้าทายหลายประการ foreseen ได้ดังต่อไปนี้:1. จำลอง 'สูงเรย์โนลด์สเลขกระแส' ม่านเป็นท้าทายจริงเนื่องจากโครงสร้างที่ซับซ้อนของตื่น vortices คำแนะนำ และความเร็วหมุนสูง ดังนั้น เลียนแบบน้ำไหลม่านตาข่ายแบบไดนามิกต้องกลั่นอัลกอริทึมและคำนวณทรัพยากรมาก2. แม้ว่าอัลกอริทึมอยู่ในการแก้ไขการ FSIproblem รูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนของกังหันลมและมูลนิธิลอยต้องเหลือทนกำลังการคำนวณจะดำเนินการจำลองแบบ FSI เพิ่มประสิทธิภาพที่ระบุไม่มีอยู่ ในปัจจุบัน จำกัดทั่วไป

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

รหัสในการพัฒนาแบบบูรณาการอย่างเต็มที่แบบจำลองกังหันลอยลม [96] หนึ่งในเครื่องมือการจำลองเหล่านี้ฟังการบรรยายสรุปข้างต้นจะเห็นได้ชัดเปรียบหากเครื่องมือจำลองสามารถคู่สองที่มีอยู่โปรแกรมคอมพิวเตอร์อิสระ [97].
เมื่อเร็ว ๆ นี้ SIMO และ RIFLEX รหัสที่ได้รับการบรรจุอยู่ในเครื่องมือในการวิเคราะห์ SIMA ซึ่งเป็นโปรแกรมส่วนรวมประกอบด้วยรหัสหลายประการสำหรับ การสร้างแบบจำลองการจำลองและการโพสต์พิสูจน์ 'tightcoupling' วิธีการในการแก้สมการของนิวตัน [30] เครื่องมือวิเคราะห์ SIMA ได้รับการปรับปรุงที่จะเกี่ยวข้องกับรูปแบบเฉพาะสำหรับการจำลองกังหันลมนอกชายฝั่ง ข้อมูลรายละเอียดเพิ่มเติมสามารถเรียก Luxcey et al, [98] และ MARINTEK [99].
นอกจากนี้แนวทางใหม่ได้รับการเสนอให้คู่ไหล threedimensional แก้ EllipSys3D กับ FLEX5, รหัส aeroelastic ในการคำนวณการเปลี่ยนแปลงของกังหันลมที่ลอยอยู่ภายใต้ excitations ของคลื่นลมโหลดรวมกัน [100 ] ในขณะที่สม Navier-Stokes ปกครองการไหลของอากาศได้รับการแก้ไขในรหัส EllipSys3D รหัส FLEX5 คำนวณกองทัพอากาศพลศาสตร์ทำหน้าที่เกี่ยวกับใบมีดตามทฤษฎี BEM ในแต่ละขั้นตอนเวลาส่งออกข้อมูลจากอากาศพลศาสตร์รหัส FLEX5 จะถูกโอนเข้ามาในรูปแบบ EllipSys3D ความเร็วลมที่สร้างขึ้นโดยการแก้สมการ Navier-Stokes ในรูปแบบ EllipSys3D ในการกลับไปจะถูกโอนกลับเข้ามาในรหัส FLEX5 สำหรับการคำนวณต่อไปของการโหลดพลศาสตร์ ประโยชน์หลักของรุ่น EllipSys3D-FLEX5coupled นี้คือการจำลองไม่คงที่สามารถดำเนินการได้โดยไม่ต้องมีการแก้ไขปัญหาที่เกิดขึ้นบริเวณชั้นที่เกิดขึ้นเมื่อพยายามที่จะแก้ปัญหาการไหล flied ใกล้ใบพัด.
5.5 ความท้าทายที่สำคัญและอนาคตงานวิจัย
เป็นที่ยอมรับกันอย่างแพร่หลายในการจำลองเชิงตัวเลขของพฤติกรรมแบบไดนามิกของกังหันลมลอยว่าเครื่องมือมีอยู่ในปัจจุบันโดยทั่วไปในการขาดของขั้นตอนวิธีการจำลองพลศาสตร์ของใบอ่อนยาวและอาคารสูง [78] นอกจากนี้สมมอริสันของ [69] นำมาใช้ในหลายโปรแกรมในการคำนวณพลศาสตร์ของกังหันลอยได้รับพบว่าไม่น่าเชื่อถืออย่างเต็มที่ นอกจากนี้โหลดที่กระทำต่อระบบการจอดเรือมักจะคำนวณตามความสัมพันธ์ที่ผู้ใช้กำหนดระหว่างแรงและการเคลื่อนที่หรือสมโซ่กึ่งคงที่ซึ่งถือว่าสมจริงสมจัง วิธีการเคเบิลแบบไดนามิกที่ถูกต้องและเชื่อถือได้อย่างไรก็ตามความต้องการกำลังการคำนวณขนาดใหญ่ซึ่งจะทำให้มันเป็นไปไม่ได้ที่จะรวมไว้ในแบบจำลองที่ครอบคลุม.
การวิจัยในอนาคตควรมีสมาธิอยู่กับการปรับปรุงแบบจำลองของ Aero-อุทกพลศาสตร์ของมูลนิธิกึ่งจุ่ม [101] ความท้าทายหลายอย่างที่มองเห็นดังต่อไปนี้:
1 การจำลองของจำนวน Reynolds สูงไหล 'รอบใบมีดเป็นสิ่งที่ท้าทายในทางปฏิบัติเนื่องจากโครงสร้างที่ซับซ้อนของการตื่น vortices ปลายและความเร็วในการหมุนสูง ดังนั้นการจำลองน้ำไหลรอบใบมีดอยู่บนพื้นฐานของความต้องการของตาข่ายแบบไดนามิกขั้นตอนวิธีการกลั่นและการใช้ทรัพยากรในการคำนวณมาก.
2 แม้ว่าอัลกอริทึมที่มีอยู่แล้วในการแก้ FSIproblem เรขาคณิตที่ซับซ้อนของกังหันลมและมูลนิธิลอยต้องใช้พลังงานในการคำนวณเหลือทนเพื่อดำเนินการจำลองเชิงตัวเลข FSI หากไม่มีการเพิ่มประสิทธิภาพเฉพาะรวม ปัจจุบันการ จำกัด การชุมนุม

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

รหัสพัฒนาอย่างบูรณาการลอยกังหันลมแบบ [ 96 ] ในบรรดาเครื่องมือเหล่านี้จำลองคำอธิบายข้างต้นเป็นที่ชัดเจนเป็นประโยชน์ถ้าเครื่องมือจำลองสามารถคู่สองที่มีอยู่อิสระโปรแกรมคอมพิวเตอร์ [ 97 ]เมื่อเร็ว ๆนี้และได้รับ riflex ซีเมารหัสที่มีอยู่ในเครื่องมือการวิเคราะห์สีมา , รวมโปรแกรมประกอบด้วยรหัสหลายแบบจำลองทางการแพทย์พิสูจน์ ' tightcoupling ' วิธีแก้สมการของนิวตัน [ 30 ] เครื่องมือในการวิเคราะห์ที่สีมา ได้รับการปรับปรุงที่เกี่ยวข้องกับรูปแบบเฉพาะสำหรับการจำลองกังหันลมในต่างประเทศ ข้อมูลเพิ่มเติมสามารถเรียก luxcey et al . [ 98 ] และ marintek [ 99 ]นอกจากนี้ แนวทางใหม่ที่เสนอคู่ของ ellipsys3d แบบแก้ด้วย flex5 รหัสยืดหยุ่นได้ คำนวณพลศาสตร์ของลมกังหันลอยตามแบบของคลื่นลมรวมโหลด [ 100 ] สมการนาเวียร์ - สโตกส์ในขณะที่สมการควบคุมการไหลของอากาศจะแก้ไขใน ellipsys3d รหัส , รหัส flex5 คำนวณให้แสดงพลังบนใบมีด ตามทฤษฎีของเบม ในแต่ละเวลา ขั้นตอน ข้อมูลหรือผลผลิตจาก flex5 รหัสจะถูกโอนเข้าไปใน ellipsys3d นางแบบ ลมความเร็วที่สร้างขึ้นโดยการแก้สมการนาเวียร์ - สโตคส์ สมการในรูปแบบ ellipsys3d กลับถูกโอนกลับมาเป็นรหัส flex5 สำหรับการคำนวณเพิ่มเติมของโหลดอากาศพลศาสตร์ ประโยชน์หลักของรุ่นนี้ ellipsys3d-flex5coupled คือการจำลองแบบไม่สามารถดำเนินการได้ โดยไม่มีการแก้ไขปัญหาที่เกิดขึ้นเมื่อชั้นขอบเขต พยายามแก้ปัญหาการไหลเที่ยวใกล้ใบพัด ใบ5.5 . ความท้าทายที่สำคัญและการวิจัยในอนาคตมันเป็นที่รู้จักกันอย่างแพร่หลายในการจำลองเชิงตัวเลขของพฤติกรรมแบบไดนามิกของลอยกังหันลมที่มีอยู่ในปัจจุบันโดยทั่วไปในการใช้เครื่องมือจำลองอากาศพลศาสตร์ของยอดอ่อน ใบยาวและอาคารสูง [ 78 ] นอกจากนี้ มอริ นสมการ [ 69 ] ใช้โปรแกรมหลายโปรแกรมเพื่อคำนวณพลศาสตร์ของกังหันลอยได้ไม่เต็มที่ เชื่อถือได้ นอกจากนี้ โหลดกระขึ้นระบบมักจะคำนวณตามผู้ใช้กำหนดความสัมพันธ์ระหว่างแรงและการกระจัด หรือ quasi-static ผสมสมการ ซึ่งถือว่ายอดคุณสมบัติ . ที่แม่นยำมากขึ้นและเชื่อถือได้วิธีการแบบไดนามิก ทีวี อย่างไรก็ตาม การคำนวณความต้องการพลังงานมากซึ่งทำให้มันทำเพื่อรวมไว้ในแบบจำลองที่ครอบคลุมวิจัยในอนาคตควรมีสมาธิเมื่อการปรับปรุง Aero อุทกพลศาสตร์การจำลองกึ่ง submersible มูลนิธิ [ 101 ] ความท้าทายหลายจะเห็นดังนี้1 . แบบจำลองของเรย์โนลด์สูงหมายเลขไหลรอบใบพัดจะท้าทายเนื่องจากโครงสร้างที่ซับซ้อนของการตื่น ปลาย vortices และสูงความเร็วในการหมุน . จำลองการไหลของของไหลจึงรอบใบมีดตามแบบความต้องการทรัพยากรคอมพิวเตอร์และอัลกอริทึมตาข่ายบริสุทธิ์มาก2 . แม้ว่าขั้นตอนวิธีที่มีอยู่แล้วให้แก้ fsiproblem , ซับซ้อนเรขาคณิตของกังหันลมและลอยตัวมูลนิธิต้องการพลังคอมพิวเตอร์จะทำการ FSI การจำลองเชิงตัวเลขถ้าไม่เฉพาะการเพิ่มประสิทธิภาพรวม ในปัจจุบัน เดิมแน่นอน