Offer SELKIE – Offeryn Dynamics Hylif Cyfrifiadurol ar gyfer rhesi llanw

Fel rhan o becyn gwaith Prosiect Selkie 6, mae Prifysgol Abertawe'n datblygu offeryn sy'n effeithlon o ran cyfrifiadurol ar gyfer efelychu perfformiad a deffro nodweddion araeau tyrbinau llanw echel lorweddol.Nod yr ymchwil hon yw darparu mynediad agored, wedi'i ddogfennu'n glir ar gyfer y diwydiant ynni adnewyddadwy morol a'r gymuned ymchwil i hwyluso eu dyluniad dyfais unigol yn ogystal ag optimeiddio cynlluniau arae ar gyfer gwneud y mwyaf o allbwn ynni.

Drwy gymhwyso'r offeryn hwn, bydd defnyddwyr yn gallu profi eu dyluniadau dyfais ac arae yn rhifiadol mewn amgylcheddau rheoledig a realistig, megis amodau labordy a safleoedd posibl sydd ag amodau ymdrochi cymhleth a llanw realistig. Bydd yr offeryn hwn hefyd yn caniatáu i ddefnyddwyr gymhwyso amodau rheoli lleiniau neu stondinau amrywiol ar ddyfeisiau unigol mewn amrywiaeth i adlewyrchu'r gwahanol amodau y gall pob un o'r tyrbinau weithredu ynddynt. Mae allbynnau uniongyrchol yr offeryn hwn yn cynnwys agweddau ar berfformiad y dyfeisiau a deinameg llif manwl yn ardaloedd i fyny ac i lawr yr afon y tyrbinau, gan roi'r wybodaeth angenrheidiol i ddefnyddwyr ddadansoddi a deall ymatebion eu dyfeisiau i'w hamgylchedd cyfagos.

Mae gweithredu'r feddalwedd yn defnyddio model Dynameg Hylif Cyfrifiadurol Disg Actuator Cyffredinol (GAD-CFD)¹. Mae'n cynnwys addasiadau i ongl yr ymosodiad i wella'r broses o ddal effeithiau colli tip drwy gydymffurfio â'r cyfyngiadau a amlinellir yn theori llinell godi Prandtl, a dull dosbarthu lifft sy'n cipio agweddau geometrig y ffoil, h. e. twist, corawl a phroffil. Mae'r model hefyd yn caniatáu defnyddio data ffoil ar ystod o rifau Reynolds. Mae'r model GAD-CFD yn cyflwyno gwelliant sylweddol dros dechnegau tebyg eraill ar gyfer rhagweld pŵer a byrdwn, ac mae angen llawer llai o ymdrech gyfrifiadurol na datrys geometreg tyrbinau yn llawn. Mae hyn wedyn yn caniatáu i'r model gael ei gymhwyso i efelychiadau arae tyrbinau am gost gyfrifiadurol resymol. 

Enghraifft o gymhwyso model GAD-CFD i ddadansoddi dau gynllun arae gwahanol: cynllun arae rotor wedi'i addasu (llun chwith uchaf isod) a chynllun arae rheolaidd (llun dde uchaf isod). Dangosir allbynnau pŵer ar gyfer y ddau gynllun yn y graff isaf isod.

Ochr yn ochr â datblygu, mae dibynadwyedd y model wedi'i brofi drwy gymharu ei ragfynegiadau â mesuriadau labordy ffyddlondeb uchel o danc hylif IFREMER ar gyfer profion tyrbin sengl, a thanc Llif cylchol Prifysgol Caeredin ar gyfer profion arae. Yn ystod Prosiect Selkie, y nod yw profi perfformiad y model ar gyfer efelychu tyrbinau ar raddfa lawn mewn amgylchedd rheoledig. Bydd hyn wedyn yn cael ei ehangu i ystyried dyfroedd arfordirol sydd â photensial ecsbloetio mawr. 

Mae'r llwyfan git ar gyfer yr offeryn bellach wedi'i greu (https://git.swansim.org/users/sign_in) ynghyd â fideo cymorth i ddefnyddwyr ar sut i ddefnyddio'r offeryn uchod. 

Gweithdy, gyda'r nod o ddangos cynnydd, a galluogi gweithwyr proffesiynol ac ymchwilwyr yn y sector ynni adnewyddadwy morol i ddylanwadu ar ddatblygiad yr offeryn hwnei gynnal gan dîm Selkie yn gynharach eleni. Darllenwch fwy am ganlyniadau'r gweithdy yma.

Cysylltwch â alison.j.williams@swansea.ac.uk am gymorth i greu cyfrif i ddefnyddio'r offeryn ac unrhyw fanylion pellach eraill.