2021 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a high-resolution CFD method for regional-scale simulation of tidal current farm
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19H02363
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
胡 長洪 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (20274532)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
カムラ モハメド・ムスタフア・ザキ・アハメド 九州大学, 応用力学研究所, 助教 (60870699)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 潮流発電タービン / 後流影響 / 水槽実験 / 数値流体力学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）開発された広域CFDの改良
2020年度に実施した単機タービンの模型実験及び2機タービン相互干渉の模型実験の計測データを使って、広域CFDモデルの検証・改良を行った。流体のソルバーについて、通常のNavier-Stokesソルバーに加えて、格子ボルツマン法の応用に関する研究を行った。広域CFDモデルとして、格子ボルツマン法は大規模解析との相性が良いことが示された。潮流タービンの計算について、格子ボルツマン法へ実装するACLモデルの改良も行った。乱流モデルについて、RANS、LES、およびDDESの応用に関する検討を行い、タービン後流の予測精度への影響を調べた。
（２）潮流解析・広域CFD・狭域CFDを連携して潮流ファームの試計算
まず狭域CFDモデルであるOpenFOAMを使って潮流タービンの高解像度シミュレーションを実施し、ACLモデルを潮流ファーム計算の広域CFDモデルへの応用に関する問題点を整理し、改良方法を検討した。次に、格子ボルツマン法にACLモデルを導入し、潮流ファームのシミュレーション手法を構築した。2基タービンの水槽実験に対して数値シミュレーションを実施し、波の影響を考慮した計算手法の精度検証を行った。最後に、開発された格子ボルツマン法を使って、水面波、海底形状、流入条件などを考慮した小規模潮流発電ファームに対して試計算を実施した。
（３）研究総括
今年度は研究の最終年度であり、開発された広域CFD手法の実用化検討や各種知見について取り纏めを行い、研究成果の公表に学会講演論文や学術雑誌論文を作成し投稿を行っている。
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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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