La valutazione dell'impatto delle onde sulle piattaforme petrolifere in acque profonde è stata resa più semplice da una tecnica computazionale sviluppata da A*STAR che dovrebbe aumentare la durata operativa delle piattaforme galleggianti e renderle più economiche da produrre.

Le piattaforme petrolifere offshore e le turbine eoliche riposano convenzionalmente in modo sicuro sul fondo del mare. Ma se devono operare in acque più profonde, sono necessarie strutture galleggianti. Dato l'enorme investimento necessario per costruire e posizionare queste piattaforme, è essenziale che possano resistere alle onde, tempeste e persino tsunami. I potenziali progetti vengono in genere testati costruendo un modello e testandolo in una vasca a onde, ma questo è costoso, ei risultati ottenuti in tali condizioni controllate non sono sempre trasferibili in mare aperto.

Le simulazioni al computer forniscono un approccio più economico. Il rapido sviluppo di computer ad alte prestazioni ha reso possibile risolvere le complicate equazioni non lineari tridimensionali che descrivono il flusso di fluidi intorno e attraverso una complessa disposizione di oggetti. Ma i calcoli richiedono tempo, e gli ingegneri devono spesso fare un compromesso tra precisione ed efficienza. Per affrontare questo compromesso, Xin Lu e collaboratori dell'A*STAR Institute of High Performance Computing hanno sviluppato un metodo che ha ridotto il tempo di calcolo basandosi su una tecnica nota come decomposizione del dominio.

Il loro metodo divide l'area da simulare in sottodomini in cui vengono eseguiti diversi tipi di calcoli:un sottodominio di campo vicino in cui viene applicato il modello di flusso viscoso, e un dominio di campo lontano in cui viene applicato un modello che calcola l'energia potenziale del sistema. Lo sforzo computazionale per sottodominio è molto più piccolo del dominio completo, ma accoppiare i sottodomini è difficile. Lu e il team hanno ottenuto questo accoppiamento sovrapponendo le regioni in quelle che chiamano zone cuscinetto. "Questa tecnica a zone sovrapposte elimina la necessità di sub-iterazione in ogni fase temporale, velocizzando così la modellazione, " spiega Lu.

Il team usa la loro tecnica di decomposizione di domini sovrapposti per modellare la propagazione di un'onda solitaria, misurare l'impatto dell'onda su un corpo parzialmente sommerso e ricreare un'onda che si infrange su una spiaggia. "Questo nuovo metodo è in grado di fornire risultati comparabili in appena la metà o addirittura un terzo del tempo di calcolo originale, " dice Lu. "E quando ottimizzato, il tempo di calcolo dovrebbe essere ulteriormente ridotto dell'80%."