2008 Fiscal Year Annual Research Report
揺動翼方式によるジャイロ型垂直軸風車の性能改善と騒音低減に関する研究
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18560158
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
木綿 隆弘 Kanazawa University, 機械工学系, 准教授 (40225107)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木村 繁男 金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 教授 (70272953)
小松 信義 金沢大学, 機械工学系, 助授 (20436827)
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| Keywords | 風力発電 / 垂直軸風車 / ジャイロ型風車 / 揺動翼 / 直線翼 / 風洞実験 / 数値シミュレーション / 騒音低減 |
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| Research Abstract |
本研究では、4節リンク機構と風車の回転力のみで翼ブレードの迎角(ピッチ角度)を流入風向に合わせて揺動させるジャイロミル型の垂直軸風車の開発を目的としている。今年度は先ず、単一流管理論を用いた数値計算により風車特性の予測を行い、翼ブレードの振れ角・取付角・翼形の影響について検討を行った。単一流管理論は、ジャイロミル型風車においても適用できることを示し、周速比が1付近のジャイロミル型垂直軸風車の出力特性を予測することができ,出力係数及びトルク係数は実験結果と概ね一致することを明らかにした。また、振れ角が増加すると、出力及びトルク係数の最大値となる周速比が低周速比側へ移動することや、翼厚が21%程度の厚い翼形の方が、出力係数が増加することを数値解析からも示した。次に、自然風下での風向・風速変動を想定した風車性能を評価するために、偏心角を風向にパッシブに追従させる制御機構の実用化に向けた尾翼を2枚有する新しい制御機構(1枚の尾翼にはフラップを有する)の性能について風洞実験と数値解析から検討した。サブ尾翼のシャフト長さを大きくすることで、ヨーイング角速度を1rad/s以下に低下させることが可能となった。また、偏心角を60度以上にするためには、メインとサブのシャフト長の比を2以上にする必要であることを明らかにした。現在、フィールド試験を実施している。また、騒音低減に関する研究においては、LESによる乱流数値シミュレーション結果からの圧力変動に伴う二重極音源から発生する空力音についてCulreの理論に基づき、固定しているブラフボディーからの音圧レベルを予測するプログラムを開発した。このプログラムを重合格子により揺動する物体から発生する音の解析ができるように改良中である。以上の研究成果は、日本機械学会、日本風力エネルギー協会、日本風工学会の講演会など国内外で報告した。
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Research Products
(8 results)
