| 研究課題/領域番号 |
19H02363
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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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| 審査区分 |
小区分24020:船舶海洋工学関連
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
胡 長洪 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (20274532)
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| 研究分担者 |
カムラ モハメド・ムスタフア・ザキ・アハメド 九州大学, 応用力学研究所, 助教 (60870699)
末吉 誠 九州大学, 応用力学研究所, 助教 (80380533)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2020年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2019年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
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| キーワード | 潮流発電タービン / 後流影響 / 水槽実験 / 数値流体力学 / 広域CFDモデル / 解適合格子法 / 潮流発電ファーム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、潮流発電の実用化開発に必要な流体解析ツールの提供を目的として、極めて高い並列性能を有する解適合格子法に基づく非圧縮性流体ソルバーを開発し、実務への利用が可能な計算負荷で小規模潮流ファーム全体に対する数値解析が行える広域CFDモデルを構築する。また、CFDモデルの精度検証のために２機タービンの相互干渉に関する水槽実験を実施する。さらに、開発された広域CFDモデルと既存の潮流解析モデル及び汎用工学CFDソフトウェアの連成に関する研究も実施する。
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| 研究成果の概要 |
潮流発電の実用化開発に必要な流体解析ツールの提供を目的として、極めて高い並列性能を有する非圧縮性流体ソルバーを開発し、実務への利用が可能な計算負荷で小規模潮流ファーム全体に対する数値解析が行える広域CFDモデルの開発に関する研究を行った。CFD検証用に2機タービン相互干渉の模型実験を実施した。広域CFDモデルの開発は格子ボルツマン法を応用した。潮流タービンモデルとしてアクチュエータライン法を改良して格子ボルツマン法に実装した。開発された広域CFDモデルは、水面波、乱流流入条件を考慮した小規模潮流ファームの高解像度数値シミュレーションに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
複数機水車が設置される潮流発電ファームを解析する場合は広域CFD モデルによるLES が必要であるが、適切なソフトウェアがなく、関連の研究も少ない。そのために、本研究では極めて高い並列性能を有する格子ボルツマン法の応用に関する研究を行い、計算精度と計算効率の両立ができる広域CFD モデルを開発した。本研究成果により、潮流発電に特有な海面うねりの影響が考慮できる小規模潮流発電ファームの高解像度解析ができるようになり、潮流発電開発に必要な流体解析レベルを向上させるものと思われる。
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