2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Generating Performance Estimation Method of Wave Energy Converter by 3D Vortex Methods
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18H01644
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
永田 修一 佐賀大学, 海洋エネルギー研究センター, 特任教授 (30404205)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高尾 学 松江工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (00332057)
石田 茂資 佐賀大学, 海洋エネルギー研究センター, 教授 (30360712)
今井 康貴 佐賀大学, 海洋エネルギー研究センター, 准教授 (90284231)
村上 天元 佐賀大学, 海洋エネルギー研究センター, 准教授 (90611278)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 波力発電 / 浮体式振動水柱型 / 発電性能 / 粘性流体解析 / 3次元渦法 / 境界要素法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、流速と渦度を未知量とする3次元渦法をベースに、水面の非線形性、浮体表面から発生し、流体中に放出される渦の拡散影響を正確に考慮して、3次元浮体の運動を時間的に追跡する高速の粘性流体解析法を開発して、この手法を浮体型の振動水柱型(OWC)波力発電装置に適用して、装置の最適設計を行うことを最終的な目的としている。令和2年度は、前年度までに2次元問題で有効性を確認した計算手法を3次元問題へ拡張した。粘性流体の計算には、流速と渦度を未知量とする２つの境界積分方程式と１つの微分方程式（渦度方程式）を用い、渦度方程式の解法にViscous Splitting法を適用するため、粘性流体の問題を未知量が境界面上に存在する境界要素法を用いて解くことができる。この計算法を、一様流中にある球周りの流れ解析及び規則波中の浮体運動解析へ適用した。これらの計算から、本計算法を実用的な計算とするためには、高速多重極法やCPGPU技術等の計算高速化手法の導入や自由表面に近づいた渦の処理法が課題であることがわかった。
また、昨年に引き続き、OWC型波力発電装置への適用の際の検証データの取得を目的に、2次元造波水槽に空気室、衝動型空気タービン、発電機を備えた固定式振動水柱型波力発電装置を設置して、波浪やタービン等の条件を変化させた実験を行った。
さらに、浮体式のOWC型波力発電装置の設計では、風・波作用下での装置の運動推定が必要となるので、計算法の検証データ取得のために、2次元造波水槽に、新規に製作した送風装置を設置して、風・波作用下でのフィン付き浮体の挙動実験も実施した。
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| Research Progress Status |
令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。
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