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パラメトリック励振を利用した波力発電システムに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K06960
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 船舶海洋工学
研究機関東京海洋大学

研究代表者

井関 俊夫  東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (70212959)

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
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード波力発電 / 浮体動揺 / スパー型ブイ / パラメトリック励振 / マシュー方程式 / マシュー型不安定 / 浮体動揺制御
研究成果の概要

本研究課題では、マシュー型不安定と呼ばれる非線形パラメトリック自励振動現象を利用して、波力発電システムの高効率化を図ることを目的としている。波浪発電ブイの2自由度運動(上下揺と縦揺れ)を対象として、一方の動揺モードから運動エネルギーを得て、もう一方の復原力を変動させる研究を行った。一連の模型実験において、突然発生する大振幅動揺現象が確認されたため、マシュー型不安定に基づくパラメトリック励振現象として説明できるかどうかを理論的に解明し、波浪発電として利用するために、パラメトリック励振状態を持続させるための指針を得ることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究課題では、波力発電システムにおける大振幅動揺の発生と消滅を時間領域で研究し、マシュー型不安定と呼ばれる非線形パラメトリック自励振動現象として理論的に説明できることに成功した。さらに、波力発電システムとして利用するために、大振幅動揺を長時間継続して発生させる制御方法開発への指針を与えた。この指針は、あらゆる浮体式波力発電装置に応用できる点で非常に優れたものであり、今後の波力発電の高効率化のみならず、再生可能エネルギー分野の発展にも大きく貢献することが期待される。

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

    (21件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 9件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Real-time estimation of the ship maneuverable range in wind2019

    • 著者名/発表者名
      Toshio Iseki
    • 雑誌名

      Proceedings of 5th International Conference on Ship Manoeuvring in Shallow and Confined Water with non-exclusive focus on manoeuvring in waves, wind and current (MASHCON2019)

      巻: Web ページ: 180-185

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Experimental Study on Coupled Motions of a Spar-Buoy Under Mathieu Instability2019

    • 著者名/発表者名
      Iseki Toshio、Xu Peng
    • 雑誌名

      Proceedings of the ASME 2019 38th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering (OMAE2019)

      巻: DVD ページ: 1-7

    • DOI

      10.1115/omae2019-95937

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The effect of short-term variability of cross-spectral analysis on wave buoy analogy2019

    • 著者名/発表者名
      Yanfei Hong, Toshio Iseki and Ulrik Dam Nielsen
    • 雑誌名

      Proceedings of the Twenty-ninth (2019) International Ocean and Polar Engineering Conference (ISOPE2019)

      巻: DVD ページ: 1311-1318

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Real-time estimation of the ship manoeuvrable range in wind2019

    • 著者名/発表者名
      Iseki Toshio
    • 雑誌名

      Ocean Engineering

      巻: 190 ページ: 106396-106396

    • DOI

      10.1016/j.oceaneng.2019.106396

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Experimental Study on Parametrically Excited Oscillation of a Spar-Buoy Under Mathieu Instability2019

    • 著者名/発表者名
      Xu Peng、Iseki Toshio
    • 雑誌名

      日本船舶海洋工学会論文集

      巻: 30 号: 0 ページ: 97-103

    • DOI

      10.2534/jjasnaoe.30.97

    • NAID

      130007839970

    • ISSN
      1880-3717, 1881-1760
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Experimental Study on Oscillation Characteristics Of a Spar-Buoy Under Mathieu Instability2018

    • 著者名/発表者名
      Peng Xu and Toshio Iseki
    • 雑誌名

      Conference Proceedings of 3rd International Conference on Offshore Renewable-energy (CORE2018)

      巻: Part 2 ページ: 170-178

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Study on Short-term Variability of Ship Responses in Waves - II. - Examination of the correlation method -2018

    • 著者名/発表者名
      Toshio Iseki and Ulrik Dam Nielsen
    • 雑誌名

      日本航海学会講演予稿集

      巻: 6巻 ページ: 176-179

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Short-term Variability of Cross-Spectral Analysis for Ship Responses in Waves2018

    • 著者名/発表者名
      Yanfei Hong, Toshio Iseki, Ulrik Dam Nielsen
    • 雑誌名

      Proceedings of Asia Navigation Conference 2018 (ANC2018)

      巻: C3-3 ページ: 1-6

    • NAID

      130007617862

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Experimental Study on Dynamic Control of Oscillation Characteristics of a Spar-buoy2017

    • 著者名/発表者名
      Toshio Iseki
    • 雑誌名

      Proceedings of the ASME 2017 36st International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering

      巻: OMAE2017-61612 ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Real-time estimation of the ship maneuverable range in wind2019

    • 著者名/発表者名
      Toshio Iseki
    • 学会等名
      5th International Conference on Ship Manoeuvring in Shallow and Confined Water with non-exclusive focus on manoeuvring in waves, wind and current (MASHCON2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental study on coupled motions of a spar-buoy under Mathieu instability2019

    • 著者名/発表者名
      Toshio Iseki
    • 学会等名
      The ASME 2019 38th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering (OMAE2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The effect of short-term variability of cross-spectral analysis on wave buoy analogy2019

    • 著者名/発表者名
      Yanfei Hong
    • 学会等名
      The Twenty-ninth (2019) International Ocean and Polar Engineering Conference (ISOPE2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] xperimental Study on Auto-parametrically Excited Heaving Motion of a Spar-buoy2018

    • 著者名/発表者名
      Toshio Iseki
    • 学会等名
      4th International Conference on Maritime Technology and Engineering (MARTECH2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スパー型ブイのパラメトリック励振について2018

    • 著者名/発表者名
      徐鵬
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会 第10 回 推進・運動性能研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Experimental Study on Oscillation Characteristics of a Spar-buoy Under Mathieu Instability2018

    • 著者名/発表者名
      Peng Xu
    • 学会等名
      3rd International Conference on Offshore Renewable-energy (CORE2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on Short-term Variability of Ship Responses in Waves - II. - Examination of the correlation method -2018

    • 著者名/発表者名
      Toshio Iseki
    • 学会等名
      日本航海学会 第139回講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Experimental Study on Oscillation Characteristics of a Spar-buoy under Mathieu Instability2018

    • 著者名/発表者名
      Toshio Iseki
    • 学会等名
      Workshop on Environment Technologies in Naval Architecture and Ocean Engineering (WETNAOE2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Short-term Variability of Cross-Spectral Analysis for Ship Responses in Waves2018

    • 著者名/発表者名
      Yanfei Hong
    • 学会等名
      Asia Navigation Conference 2018 (ANC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Study on Auto-parametrically Excited Heaving Motion of a Spar-buoy2018

    • 著者名/発表者名
      Toshio Iseki
    • 学会等名
      4th International Conference on Maritime Technology and Engineering (MARTECH2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Study on Auto-parametrically Excited Heaving Motion of a Spar-buoy2017

    • 著者名/発表者名
      Toshio Iseki
    • 学会等名
      The ASME 2017 36st International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering (OMAE2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] Progress in Marine Engineering and Technology2018

    • 著者名/発表者名
      Guades Soares & Santos Eds
    • 総ページ数
      716
    • 出版者
      Taylor & Francis Group (London)
    • ISBN
      9781138585393
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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