| 研究課題/領域番号 |
18360212
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
構造工学・地震工学・維持管理工学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
石原 孟 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20323511)
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| 研究分担者 |
藤野 陽三 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20111560)
山口 敦 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教 (00376500)
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| 研究期間 (年度) |
2006 – 2007
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| 研究課題ステータス |
完了 (2007年度)
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| 配分額 *注記 |
16,800千円 (直接経費: 15,300千円、間接経費: 1,500千円)
2007年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2006年度: 10,300千円 (直接経費: 10,300千円)
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| キーワード | 風車 / 風応答予測 / 風荷重 / 地震荷重 / 幾何学非線形 / ロータとタワーとの連成振動 / 複雑地形 / ガスト影郷係数 / 地震応答予測 / 地震波 / 空力減衰 / 風力発電設備 / 風応答解析 / 現地観測 / 加速度応答 / 歪み計測 / 固有振動数 / 構造減数の同定 / 転倒モーメント |
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| 研究概要 |
本研究では、幾何学非線形および風車のロータとタワーとの連成振動を考慮できる非線形有限要素モデルを開発した。現地観測から得られた風車の固有振動及び風車の基部に作用する曲げモーメントを精度よく予測できることを明らかにした。
また本研究では等価静的手法に基づき、複雑地形上に設置された風車に作用する風荷重の算定式を提案した。この式は風車の動的効果を表すガスト影響係数及び風車の規模効果を考慮できる。非正規確率過程に基づくガスト影響係数を導出することにより、乱れ強度の大きい場所における風荷重の非線形性を高精度に予測することを可能にした。提案式により予測された風応答は時刻歴応答解析の結果とよく一致している。さらに、本研究では風車の支持物の耐震設計のための半理論式を導出し、風車停止時及び風車発電時の地震荷重の評価を可能にした。提案式により予測された地震荷重は数値解析の結果とよく一致し、従来使用されたモデルより精度が高いことを示した。
これらの研究成果は2006年数値風工学国際会議論文集、第12回国際風工学会議論文集、2008年欧州風力エネルギー国際会議論文集、第19回風工学シンポジウム論文集、第29、28回風力エネルギー利用シンポジウム論文集、ターボ機械に掲載され、また2007年に土木学会が刊行した「風力発電設備支持物構造設計指針・同解説」に取り入れられた。
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