2020 Fiscal Year Research-status Report
浮体式洋上風力発電の新技術開発に向けた出力および浮体動揺の安定化
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19K05355
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| Research Institution | University of the Ryukyus |
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Principal Investigator |
天久 和正 琉球大学, 工学部, 准教授 (40284955)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 正己 琉球大学, 工学部, 客員研究員 (30171250)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 洋上風力発電 / 浮体式 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度は，ネガティブダンピング防止策の観点（定速回転に限定しない運転制御）から風車特性を見直すために，風車特性のシミュレーションツール開発として，数値流体計算コードの開発および汎用数値計算コードによる風車特性の解析に力点をおいて研究を実施した．
今年度は，本研究課題のもう一つの柱である浮体特性のシミュレーションツール開発について取り組んだ．すなわち，浮体の揺動特性解析について研究を進め，ポテンシャル接続法（領域分割法）を用いて円柱形状に近似した浮体について解析を行い，浮体の揺動特性を計算した．計算は，円柱直径，喫水および重心位置を変化させ，さらに正弦波の波を受けた場合の自由運動および水底2か所から係留した場合について行った．計算水域の対象として中城湾（水深40m，周期7秒）を想定し，共振点を避ける直径と喫水および係留力の関係に関する知見が得られた．
昨年度から行っている本研究課題の柱である風車特性に関する数値流体計算について，水平軸風車に関する非定常計算の解析はまだ成果が得られていない．一方，垂直軸風車について，単管流モデルを用いた翼素運動量（BEM）理論による計算コードを構築し，実験結果（Sandia Lab Report SAND76-0130）と比較検証を行った．2次元数値流体計算による翼性能データが得られれば，水平軸風車のBEM性能解析による運転特性データと同様に，垂直軸風車についても運転特性データを構築することが可能となった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
研究実績の概要で述べた通り，浮体の揺動解析シミュレーションツールの開発および係留索を含めた揺動特性の結果は得られた．しかし，風車特性計算に用いる計算機に関する故障等のトラブルが続き，水平軸風車の非定常計算や浮体と風車との連成解析がまだ行えていない．
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度に引き続き，浮体の揺動解析シミュレーションツール開発について，風車の運転特性との連成解析の構築を行い，風車浮体構造物として解析を行う．
また，風車特性のシミュレーションツールの開発について，変動風中の風車特性（風車タワーの傾斜影響を含む）を把握するために，非定常計算を実施する．これにより得られた結果を用いて，浮体揺動と風車運転の連成解析に必要なデータをシミュレーションから算出する．
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症（covid-19）の影響により，研究打ち合わせや学会参加等を行わず，計画した旅費の未使用によるものである．
シミュレーション計算による計算負荷が高くなり，計算条件が複数になることを考慮して，ツール開発に必要な計算機に計上する．
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