2002 Fiscal Year Annual Research Report

流れ場の解析による風力エネルギー実用化に関する数値的研究

Research Project

Project/Area Number	12680500
Research Institution	Ochanomizu University
Principal Investigator	河村哲也お茶の水女子大学, 大学院・人間文化研究科, 教授 (40143383)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	林農鳥取大学, 工学部, 教授 (00093063) 佐藤浩史お茶の水女子大学, 大学院・人間文化研究科, 教授 (10017197)
Keywords	風力エネルギー / クロスフロー風車 / ダリウス風車 / ジャイロミル風車 / 数値シミュレーション / 非圧縮性流れ / プロペラ風車 / 流れの可視化
Research Abstract	本年度はクロスフロー風車の効率を上げるためにガイドベーンを取り付けた場合のクロスフロー風車まわりの流れの解析を行い、ガイドベーンの効果の見積もりや最適な取り付け位置の判定などを数値シミュレーションを用いて行った。また、クロスフロー風車まわりの3次元流れの計算も行い、3次元効果について調べた。さらに、本年度はこれまでの成果を踏まえて、計算法と計算結果の検証を行う目的で、鳥取大学において本年度から稼動し始めた低速脈動流風洞による風車の実験を行うための準備を行った。一方、本年度は揚水用風車だけではなく、風車の最大の用途である風力発電用の風車について今までに本研究で開発した数値計算法を適用し、風車まわりの流れのシミュレーションを行った。具体的にはまず垂直軸揚力型のジャイロミル風車まわりの2次元計算を行った。その結果、単一格子を用いた場合には、低速回転では起こらなかった困難が現れることが明らかになった。すなわち、高回転の場合には今までの定式化による計算では遠方境界付近で無理が生じて不自然な流れになることが明らかになった。そこでいろいろな計算法を試したが、最終的には回転座標系を使う場合にも未知変数として固定座標系の変数を用いるのがもっともよいことがわかった。それとは別に、遮蔽板のあるサボニウス風車まわりの流れの解析で行ったように領域を2つに分けて計算を行う方法も有効であった。この経験を踏まえて、鉛直型の発電用風車の代表例であるダリウス風車まわりの流れを計算し、後流の構造やブレード上の圧力分布などを求めた。さらに水平軸・揚力型の代表例であるプロペラ風車まわりの流れの計算を、簡易な格子生成法の開発も含めて行った。

Research Products

(7 results)

All Other

All Publications (7 results)

[Publications] Tetuya Kawamura: "Numerical Study of the Flow and Dynamics around a Cross-Flow Turbine"Theoretical and Applied Mechanics. 51巻. 231-240 (2002)
[Publications] Sayuri Kaneko: "Numerical Study of the Flow around Two Yawed and Parallel Circular Cylinders"Theoretical and Applied Mechanics. 51巻. 199-205 (2002)
[Publications] Shirou Yamashita: "New Numerical Method for the Snowdrift around Various Snow Fences"Theoretical and Applied Mechanics. 51巻. 363-369 (2002)
[Publications] Tetuya Kawamura: "Numerical Study of the Flow around the High-Torque wind Turbine of Vertical Axis Type"Proc. 2nd Int. Conf. Comput. Fluid Dynamics. (発表予定). (2002)
[Publications] Tetuya Kawamura: "Numerical Study of the Flow around the Cross Flow Turbine of Many Blades Type with Accessories for Improvement of its performance"Proc. World Wind Energy Conf. (Berline). (発表予定). (2002)
[Publications] Tetuya Kawamura: "Numerical Simulation and Visualization of the flow around High-Speed Wind Turbine"Proc. World Wind Energy Conf. (Berline). (発表予定). (2002)
[Publications] 河村哲也: "流れのシミュレーション"山海堂. 182 (2002)

2002 Fiscal Year Annual Research Report

流れ場の解析による風力エネルギー実用化に関する数値的研究

Principal Investigator

河村 哲也 お茶の水女子大学, 大学院・人間文化研究科, 教授 (40143383)

Research Products

[Publications] Tetuya Kawamura: "Numerical Study of the Flow and Dynamics around a Cross-Flow Turbine"Theoretical and Applied Mechanics. 51巻. 231-240 (2002)

[Publications] Sayuri Kaneko: "Numerical Study of the Flow around Two Yawed and Parallel Circular Cylinders"Theoretical and Applied Mechanics. 51巻. 199-205 (2002)

[Publications] Shirou Yamashita: "New Numerical Method for the Snowdrift around Various Snow Fences"Theoretical and Applied Mechanics. 51巻. 363-369 (2002)

[Publications] Tetuya Kawamura: "Numerical Study of the Flow around the High-Torque wind Turbine of Vertical Axis Type"Proc. 2nd Int. Conf. Comput. Fluid Dynamics. (発表予定). (2002)

[Publications] Tetuya Kawamura: "Numerical Study of the Flow around the Cross Flow Turbine of Many Blades Type with Accessories for Improvement of its performance"Proc. World Wind Energy Conf. (Berline). (発表予定). (2002)

[Publications] Tetuya Kawamura: "Numerical Simulation and Visualization of the flow around High-Speed Wind Turbine"Proc. World Wind Energy Conf. (Berline). (発表予定). (2002)

[Publications] 河村 哲也: "流れのシミュレーション"山海堂. 182 (2002)

河村哲也お茶の水女子大学, 大学院・人間文化研究科, 教授 (40143383)

[Publications] 河村哲也: "流れのシミュレーション"山海堂. 182 (2002)