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台風下における風車ブレードの振動解析と制振

研究課題

研究課題/領域番号 17K06245
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 機械力学・制御
研究機関公益財団法人名古屋産業科学研究所

研究代表者

石田 幸男  公益財団法人名古屋産業科学研究所, 研究部, 上席研究員 (10092991)

研究分担者 鳥居 孝夫  静岡大学, 工学部, 教授 (70188829)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード風車 / 弾性ブレード / 弾性タワー / 共振 / 振動モード / ブレードの振動 / 制振
研究成果の概要

台風通過時には風車システムの破損を防ぐためブレードの回転を止めるが,それでも強風のためブレードが折れる事故がたびたび発生している.その振動特性を明らかにし,防振方法を見つけるため,ブレード(1枚)とタワーから構成される2自由度系に周期的励振力が加わったときの励振力の振動数に対すると振幅の変化を,実験と理論の両面から調べた.その結果,静止したブレードの角位置によって,ブレードの振動振幅が大きく異なることが明らかとなった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

自然エネルギーを利用するため,世界中で発電用風車が増えている.発電の効率を高めるため,最近の風車はますます大型化しており,それに伴い建設費も増加している.一方,日本はヨーロッパと異なり,毎年多くの台風が通過する経路にあり,それによる風車の破損を防ぐことは,日本特有の問題として重要である.台風に襲われることはやむおえないこととしても,回転を止めたときのブレードの角位置によって振動振幅が異なることを明らかにできたことは,学術的・社会的意義が大きい.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2020 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Parametric instability and localization of vibrations in three-blade wind turbines2018

    • 著者名/発表者名
      T. Ikeda, Y. Harata, Y. Ishida
    • 雑誌名

      Journal of Computational and Nonlinear Dynamics

      巻: 13 号: 7 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1115/1.4039899

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 発電用風車ブレードとタワーの連成振動(タワー先端の傾きの影響)2020

    • 著者名/発表者名
      鳥居孝夫,石田幸男
    • 学会等名
      日本機械学会東海支部第69回総会・講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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