2021 Fiscal Year Research-status Report
振動水柱とジャイロ効果を用いたバージ型浮体式洋上風力発電施設のピッチ動揺軽減
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21K04507
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| Research Institution | National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology |
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Principal Investigator |
平尾 春華 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (50711321)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
國分 健太郎 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (50358404)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 振動水柱 / ジャイロ / 動揺軽減 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究で提案の手法は、浮体式の海洋施設（特に風力発電）のピッチ動揺軽減を波のエネルギーを用いて行うことを目標としている。具体的には、波を振動水柱の運動に変換し、タービンを介して振動水柱の運動をフライホイールの回転運動に変換、フライホイールのジャイロ効果で浮体のピッチ運動を浮体のロール運動に変換することによりピッチ動揺の軽減を目指す手法である。運動エネルギー同士の変換にすることにより変換ロスを減らす。
本年度は、風車、浮体、水柱、タービン、フライホイールのうち、浮体と水柱の関係の研究を行った。振動水柱型波力発電の空気室とタービンをバネダンパー直列のマクスウェルモデルで模擬できることをまとめ、実験と数値計算の結果を比較した。その結果をThe International Society of Offshore and Polar EngineersにModel Test and Numerical Simulation for Floating Oscillating Water Column Type Wave Energy Converter with Backward Bend Ductとして投稿を行った。
2022年度は、マクスウェルモデルと空気の流量の関係の定式化を行う。流量とタービンの関係を明らかにするために、空気室の出入りする流量とタービンのトルクに関する文献調査を行う。その際に水で駆動するタービンの検討を行う。水柱の減衰、タービン、フライホイールのジャイロ効果を含んだ浮体運動の数値計算を行う。また、数値計算で得られた結果をもとに振動水柱とタービンとフライホイールを含んだ浮体模型の製作を行う。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
減額されたことにより、複数予定していた模型試験が困難なため、1つの模型で実施することとした。そのため、過去の研究成果を本研究に用いることができるように、式や結果の整理等を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
マクスウェルモデルと空気の流量の関係の定式化を行う。水柱とタービンの関係を明らかにするために、空気室の出入りする流量と往復タービンのトルクに関する文献調査を行う。水柱、タービン、フライホイールを含んだ浮体運動の数値計算を行う。また、数値計算で得られた結果をもとに振動水柱とタービンとフライホイールを含んだ浮体模型の製作を行う。
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| Causes of Carryover |
3種類の部分模型の実験を計画していたが、減額されたため、次年度分の予算と合わせて、振動水柱、フライホイール、風車の組み合わせた全体模型を製作することとした。
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