研究課題/領域番号 |
18H01646
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研究種目 |
基盤研究(B)
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配分区分 | 補助金 |
応募区分 | 一般 |
審査区分 |
小区分24020:船舶海洋工学関連
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研究機関 | 日本大学 |
研究代表者 |
居駒 知樹 日本大学, 理工学部, 教授 (50302625)
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研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
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キーワード | 振動水柱 / 縮尺影響 / 波力発電 / 圧縮性 / 空気室 / 粘性 / ポテンシャル理論 / 強制動揺実験 / 線形ポテンシャル理論 / スケール効果 / プロジェクティングウォール / 水槽実験 / 振動水柱模型 / 空気室圧力特性 / 空気流量特性 / 空気室体積影響 / 空気の圧縮影響 / 位相差 / 非線形影響 |
研究成果の概要 |
振動水柱(OWC)型波力発電装置の空気室について,実験用の縮尺模型と実機モデル間に生じる縮尺影響の程度と原因を調べた。27体の模型による水槽実験と理論計算を実施した。 その結果,空気圧が増大するOWC形状で縮尺影響が表れた。しかしながら,空気室の体積設定のための相似比に,実機と模型で変化しない大気圧の影響を考慮した場合と一般的なフルード則による相似比を適用した場合の模型で,結果に大きな差はなかった。このことは圧縮性による縮尺影響が大きいとは言えないことを示唆する。さらに理論計算においても空気圧縮に伴う空気室体積変動と圧力の位相差の影響が一次変換性能にほとんど見られなかったことからも推察された。
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研究成果の学術的意義や社会的意義 |
振動水柱型波力発電装置における空気室の体積設定は,少なくとも模型実験ではその大きさが顕著に結果に影響しない。また,高周波数域で高速に空気室体積が変化するときに空気の圧縮影響が数パーセント程度であることが実験と理論計算から定量的に示された。理論的なモデル化とスケール影響の考慮が最も困難だと言われる振動水柱型システムの広範な波周波数域での最適化精度を向上できるなど,実機モデル製作の前段階で発電システムをより正確に再現した実験モデルの設計やそれを用いた実証実験のレベル向上が見込まれる。このことはTRL 5, 6レベルの実験をより優位に実施できることに貢献する。
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