2021 Fiscal Year Annual Research Report
Optimization and survivability of marine energy devices in a future ocean climate
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18H01537
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
猿渡 亜由未 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (00563876)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮武 誠 函館工業高等専門学校, 社会基盤工学科, 教授 (20435382)
ヘンリー マイケル・ワード 芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (80586371)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 海洋エネルギー / サステナビリティ / 潮流発電 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は（1）潮流海流発電に向けたディフューザー型流れ発電装置の開発，（2）海洋エネルギー発電装置の将来気候におけるサバイバビリティを評価するための海象災害リスク評価，（3）将来気候における気象海象を正しく評価するための大気海洋間熱湿度輸送モデルの高精度化に向けた研究を行った．
（1）開発中の発電装置は本研究を通して流れを最も増幅できるディフューザー形状の最適化を進めてきたものである．本年度は新たに発電機構を付加した装置模型を設計，製作し，タービンの回転効率や発電量，発電効率を，水理実験を通して評価した．発電機構として配したコイルと磁石の形状に応じた流れ場や発電効率の特徴を明らかにしたと共に，今後実海域での運用に向けて今後取り組むべき課題も明らかにすることができた．
（2）将来気候アンサンブルデータベースであるd4PDFに収録された将来気候データを基に，冬季に日本付近を通過する爆弾低気圧の強度や経路，並びに低気圧通過に伴う高潮発生リスク等の将来に渡る変化を特徴化した．急発達する際に海面温度の影響を受ける爆弾低気圧は海面温度の昇温の影響を受け，将来における発達後の気圧が過去より低くなる傾向があることが明らかとなった．これに伴い日本周辺の主要な湾における高潮水位の確率分布が将来的に変化する．海洋発電装置の将来に渡る長期的な災害対策として想定すべき気象海象外力を推定する際の基礎的情報を得ることができた．
（3）爆弾低気圧の急発達速度を支配する大気海洋間の熱輸送量を決定する重要な要素のひとつであることが指摘されている砕波に伴う波飛沫の蒸発に伴う熱輸送素過程を明らかにするための実験を行った．気温や湿度の変化を反映した光の屈折率分布を画像計測により測定することにより，気流中の蒸発液滴周辺の温度分布並びに温度境界層厚を推定した．本成果は大気海洋間の熱輸送モデルの高精度化に寄与するものである．
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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