2019 Fiscal Year Annual Research Report
Study on the Development of Floating Type Contra-Rotating Ocean Current Turbine
| Project/Area Number |
17K06970
|
|---|
| Research Institution | Toba National College of Maritime Technology |
|---|
Principal Investigator |
渡辺 幸夫 鳥羽商船高等専門学校, その他部局等, 准教授 (20332033)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 再生可能エネルギー / 海流発電 / 数値流体力学 / 二重反転水車 / シュラウド |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度は，二重反転水車の上流・下流ローターの流体力学的干渉と確認するため，およびシステムの動的特性を把握するためCFD解析と水槽試験を実施した．
CFD解析については，前年度までに設計した二重反転水車を対象にした．なおこの解析にはAnsys CFX 2019R1を用いておる，水槽実験結果と比較することで精度検証を終えている．ローター間の流体力学的干渉の検証方法としては，上流側のローターは一様流中の単独水車として最適設計した，いわば理想稼働状態であるTSR=4.0（400[rpm]）に固定した．この時に下流側のローターについては回転数と取り付けピッチ角を数種類条件を変化させ，数値解析を行った．この結果，下流側ローターの回転数が変化することで水車システム後流に大きな影響があるだけでなく，上流側ローター周りの流れへも影響がある事がわかった．また下流側ローター翼の取付けピッチを変化させることだけでも周辺の流場へ影響があった．また回転数も取付けピッチ角も変更することで水車システムの全体の出力も変動し，下流側ローターの出力が増加すると上流側ローターの出力が増減し，上流・下流ローターが流体力学的に相互干渉していることが明らかとなった．
水槽試験での動的特性の実験においては，CFD解析の対象として二重反転水車を３Dプリンタを用いて作製して実施した．流体力学的な干渉調査と同様，上流側のローターは変化させなかった．この条件下で，下流側のローターの取り付けピッチを変更した状態，水車間距離を変更した状態，についてそれぞれ係留した水車が一様流中で発電している状況における動画を撮影して，システムの動特性について解析を実施した．同時に係留力についても計測した．
研究は最終年度となり，多くのことが明らかとなったが実用化の為には不明な点も残っており，引続き研究を継続していく必要がある．
|
