| 研究課題/領域番号 |
19K04860
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 佐賀大学 |
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研究代表者 |
石田 茂資 佐賀大学, 海洋エネルギー研究センター, 教授 (30360712)
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| 研究分担者 |
永田 修一 佐賀大学, 海洋エネルギー研究センター, 特任教授 (30404205)
今井 康貴 佐賀大学, 海洋エネルギー研究センター, 准教授 (90284231)
村上 天元 佐賀大学, 海洋エネルギー研究センター, 准教授 (90611278)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 洋上風力発電 / 浮体式 / 復原性 / 波浪中動揺 / 減揺デバイス / 減揺プレート / ヒーブプレート / スパー / 動揺低減 / プレート / フィン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
洋上の膨大な風力エネルギーを利用するため、大水深の海域に設置可能な浮体式の風力発電施設が開発途上にある。様々なコンセプトが提案されているが、風による傾斜や波浪による動揺の少ない浮体を低コストで実現することが課題である。
本研究は、波浪中動揺の低減を減揺プレート（フィン）によって実現しようとするものである。減揺プレートは、波浪場や浮体による波の反射・発散による流場の中で複雑な剥離流を発生するため、精度の良い評価が難しい。本研究では、減揺プレート周りの流場や減揺プレートを付けた浮体の動揺評価法を明らかにし、浮体式風力発電施設の波浪中動揺を抑制する新形式の減揺プレートを提案する。
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| 研究成果の概要 |
浮体式風車の実現に必要な低コストの波浪中動揺低減デバイスとして平板プレート構造の研究を行った。有望とされる3種類の形式の内、スパー型の下部を従来のバラストタンクから鉛直平板構造に置換した結果、復原力を損なわず波浪中動揺を低減できることを確認した。また、セミサブ型では、提案されているヒーブプレート（水平板）の効果を検証した。さらにバージ型では、類似の減揺デバイスであるスカート（水平板）と特徴的なムーンプール（中央開口）の効果を検証した。その結果、逆に揺れが増大する場合があるため、海象条件によって設計を最適化する必要があることなどを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では有望とされる浮体形式について新しい減揺プレート構造を提案するとともに、他の型式で検討中のプレートの特性について重要な知見を得た。安定性が高く低コストの風車支持浮体の開発は、大量の洋上風力発電を可能にし、地球温暖化等の点で大きな意義を持つ。
一般に浮体運動力学では、減揺プレートによりラディエーション流体力を増加させて動揺低減を図るが、提案した新コンセプトでは、浮体の一部を動きやすくする事で運動を抑制しており、浮体設計の新しい考え方を示した。また他の型式では、プレート装着により別の流体力が増加することで波浪中運動が逆に増加する事が明らかになり、設計法に関する重要な視点を示すことができた。
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