Modulation of irregular surface waves around various types of wave energy converters

• Project/Area Number: 15K18119
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Hydraulic engineering
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Saruwatari Ayumi 北海道大学, 工学研究院, 助教 (00563876)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2017: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2016: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2015: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: 波の変形 / 波力発電 / 海洋エネルギー / 波浪の屈折 / LIF / 波浪スペクトル / 海洋再生可能エネルギー

Outline of Final Research Achievements

This study investigated the deformation of ocean waves propagating through a wave energy converter to propose a model to predict modulation of the wave spectrum. Fundamental features of reflection, transmission and refraction as well as energy loss of the waves have been studied by performing laboratory experiments. We proposed a model to predict modulation of the wave spectrum around a floating-type oscillating water column to apply to a shallow-water wave model; a tool to estimate the effects of the wave energy converters on the wave field in a real ocean has been constructed. Meteorological patterns to develop high waves under an extreme weather weather were classified to assess the robustness of wave devices in a storm condition.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

世界的に再生可能エネルギーへの注目度が増している中，海洋エネルギー利用は今後ますます進んでいくものと期待される．本研究は海岸工学の観点から波力発電デバイス周辺の波浪場の特徴を調査するものであり，今後より効率的に波浪エネルギーを利用するために有益な情報を与えるものである．また，本研究の後半で行ったデバイスのロバスト性評価の為の暴波浪場形成過程の評価とパターン分類は，海洋エネルギー発電研究だけでなく海洋における種々の事業の安全性の向上に寄与するものであり，広い応用性という点でも本研究の意義は大きい．

Research Products

• [Journal Article] 気象擾乱により恒流場に誘発される密度振動の特徴 (2018)
  • Author(s): 足立天翔, 猿渡亜由未
  • Journal Title: 土木学会北海道支部論文報告集 Volume: 74
• [Journal Article] 潮流・海流発電装置周辺の流況に関する可視化実験 (2018)
  • Author(s): 蛯子翼, 宮武誠, 猿渡亜由未
  • Journal Title: 土木学会北海道支部論文報告集 Volume: 74
• [Journal Article] 種々の強度のバブリングによる空気イオン数密度変化 (2018)
  • Author(s): 石見翔汰, 猿渡亜由未
  • Journal Title: 土木学会北海道支部論文報告集 Volume: 74
• [Journal Article] 屈折波面の線計測 (2018)
  • Author(s): 中山隆仁, 猿渡亜由未
  • Journal Title: 土木学会北海道支部論文報告集 Volume: 74
• [Journal Article] Vortex-induced suspension of sediment in the surf zone (2017)
  • Author(s): Otsuka Junichi、Saruwatari Ayumi、Watanabe Yasunori
  • Journal Title: Advances in Water Resources Volume: 110 Pages: 59-76
  • DOI: 10.1016/j.advwatres.2017.08.021
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] CHARACTERIZATION OF THE THREE DIMENSIONAL DENSITY STRUCTURE IN THE TSUGARU STRAIT (2017)
  • Author(s): 本間 翔希, 猿渡 亜由未, 宮武 誠
  • Journal Title: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B2 (Coastal Engineering) Volume: 73 Issue: 2 Pages: I_67-I_72
  • DOI: 10.2208/kaigan.73.I_67
  • NAID: 130006171952
  • ISSN: 1883-8944, 1884-2399
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 浮体振動水柱の種々の波浪条件への応答 (2017)
  • Author(s): 大野 紘史, 猿渡 亜由未
  • Journal Title: 土木学会北海道支部論文報告集 Volume: 73
  • Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] ENERGY BALANCE FOR WAVES AROUND AN OWC WAVE ENERGY CONVERTER (2016)
  • Author(s): 大野 紘史, 猿渡 亜由未
  • Journal Title: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. A2 (Applied Mechanics (AM)) Volume: 72 Issue: 2 Pages: I_575-I_582
  • DOI: 10.2208/jscejam.72.I_575
  • NAID: 130005311914
  • ISSN: 2185-4661
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] オフショア振動水柱内における気液界面検出法 (2016)
  • Author(s): 大野 紘史，猿渡 亜由未
  • Journal Title: 論文報告集，土木学会北海道支部 Volume: 71
• [Journal Article] 振動水柱型発電装置モデルに対する波浪の透過と反射の特徴 (2015)
  • Author(s): 猿渡亜由未, 大野紘史, 竹下勝利
  • Journal Title: 地球環境シンポジウム講演集 Volume: 23 Pages: 107-108
• [Journal Article] オフショア振動水柱装置による波浪スペクトル変化の特性評価 (2015)
  • Author(s): 猿渡亜由未，大野紘史
  • Journal Title: 土木学会論文集B3 （海洋開発） Volume: 71 Pages: 91-96
  • NAID: 130005097498
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 気象擾乱により恒流場に誘発される密度振動の特徴 (2018)
  • Author(s): 足立天翔, 猿渡亜由未
  • Organizer: 土木学会北海道支部年次技術研究発表会
• [Presentation] 種々の強度のバブリングによる空気イオン数密度変化 (2018)
  • Author(s): 石見翔汰, 猿渡亜由未
  • Organizer: 土木学会北海道支部年次技術研究発表会
• [Presentation] 潮流・海流発電装置周辺の流況に関する可視化実験 (2018)
  • Author(s): 蛯子翼, 宮武誠, 猿渡亜由未
  • Organizer: 土木学会北海道支部年次技術研究発表会
• [Presentation] 屈折波面の線計測 (2018)
  • Author(s): 中山隆仁, 猿渡亜由未
  • Organizer: 土木学会北海道支部年次技術研究発表会
• [Presentation] 浮体振動水柱の種々の波浪条件への応答 (2017)
  • Author(s): 大野 紘史
  • Organizer: 平成28年度年次技術研究発表会プログラム
  • Place of Presentation: 北見工業大学（北海道北見市）
  • Year and Date: 2017-02-04
• [Presentation] 津軽海峡における三次元密度構造の特徴化 (2017)
  • Author(s): 本間 翔希本間 翔希, 猿渡 亜由未, 宮武 誠
  • Organizer: 第64回海岸工学講演会
• [Presentation] 振動水柱装置に入射した波浪のエネルギー収支 (2016)
  • Author(s): 大野 紘史
  • Organizer: 応用力学シンポジウム
  • Place of Presentation: 北海道大学（札幌市）
  • Year and Date: 2016-05-21
• [Presentation] オフショア振動水柱内における気液界面検出法 (2016)
  • Author(s): 大野 紘史
  • Organizer: 平成27年度年次技術研究発表会
  • Place of Presentation: 北海道大学（札幌市）
  • Year and Date: 2016-01-30
• [Presentation] 振動水柱型発電装置モデルに対する波浪の透過と反射の特徴 (2015)
  • Author(s): 竹下勝利
  • Organizer: 地球環境シンポジウム
  • Place of Presentation: 北海道大学（札幌市）
  • Year and Date: 2015-09-02
• [Presentation] オフショア振動水柱装置による波浪スペクトル変化の特性評価 (2015)
  • Author(s): 大野 紘史
  • Organizer: 海洋開発シンポジウム
  • Place of Presentation: 神戸市国際会議場（神戸市）
  • Year and Date: 2015-06-22