The mooring system of floating wave energy converters (WECs) has a crucial impact on power generation efficiency, cost of delivered energy, proper operation, reliability and survivability. An effective design, addressing such competing objectives, requires appropriate mathematical models to predict mooring loads and dynamic response. However, conversely to traditional offshore engineering applications, experience in modelling mooring systems for WECs is limited, due to their unique requirement of maximising the motion while minimising loads and costs. Even though modelling approaches and software are available for this application, guidelines and critical comparison are still scarce. This paper proposes a discussion and validation of three mooring-line models: one quasi-static approach (developed in-house) and two dynamic lumped-mass approaches (the open source MoorDyn and the commercial OrcaFlex). The case study is a 1:32-scale prototype of a floating oscillating water column WEC tested in a wave tank, with three mooring lines, each one comprising of a riser and a clump weight. Validation, performed by imposing fairlead displacements and comparing resulting tensions, shows good agreement. The small scale may induce numerical instabilities and uncertainties in the parameter estimation. Finally, likely due to internal resonance of this particular mooring system, high-frequency content in the mooring tension is found, albeit absent in the kinematics of the floater.

中文翻译：

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浮波能量转换器系泊系统数值模型的实验验证和比较

浮波能量转换器（WEC）的系泊系统对发电效率，输送能量的成本，正常运行，可靠性和生存能力具有至关重要的影响。解决此类竞争目标的有效设计需要适当的数学模型来预测系泊载荷和动态响应。但是，与传统的海洋工程应用相反，由于对WEC的系泊系统建模的经验有限，这是因为它们独特的要求是最大程度地增加运动同时最小化负载和成本。尽管建模方法和软件可用于此应用程序，但指导原则和严格的比较仍然很少。本文提出了三种锚泊线模型的讨论和验证：一种是准静态方法（内部开发），另一种是动态集总质量方法（开源MoorDyn和商业OrcaFlex）。案例研究是一个1:32比例的浮式振荡水柱WEC的原型，该柱在波浪罐中进行了测试，具有三个系泊缆，每个系泊包括一个立管和一个结块重物。通过施加导缆杆位移并比较所产生的张力进行的验证显示出良好的一致性。小规模可能会导致参数估计中的数值不稳定和不确定性。最后，可能由于这种特定的系泊系统的内部共振，尽管漂浮物的运动学上没有，但发现了系泊张力中的高频成分。WEC浮水振荡水柱WEC的32尺寸原型在波浪罐中进行了测试，具有三条系泊缆线，每条系缆包括立管和结块重物。通过施加导缆杆位移并比较所产生的张力进行的验证显示出良好的一致性。小规模可能会导致参数估计中的数值不稳定和不确定性。最后，可能由于这种特定的系泊系统的内部共振，尽管漂浮物的运动学上没有，但发现了系泊张力中的高频成分。WEC浮水振荡水柱WEC的32尺寸原型在波浪罐中进行了测试，具有三条系泊缆线，每条系缆包括立管和结块重物。通过施加导缆杆位移并比较所产生的张力进行的验证显示出良好的一致性。小规模可能会导致参数估计中的数值不稳定和不确定性。最后，可能由于这种特定的系泊系统的内部共振，尽管漂浮物的运动学上没有，但发现了系泊张力中的高频成分。