| 研究課題/領域番号 |
20560168
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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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 |
流体工学
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| 研究機関 | 工学院大学 |
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研究代表者 |
水野 明哲 工学院大学, 工学部, 教授 (80133320)
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| 研究分担者 |
加藤 千幸 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00313114)
飯田 明由 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (30338272)
金野 祥久 工学院大学, 工学部, 准教授 (60322070)
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| 連携研究者 |
金野 祥久 工学院大学, 工学部, 准教授 (60322070)
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| 研究期間 (年度) |
2008 – 2010
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| 研究課題ステータス |
完了 (2010年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2010年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2009年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2008年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 直線翼縦軸風車 / 実用化設計 / 数値解析 / 性能評価 / ビンの方法 / 自動運転 / 出力係数 / 周速比 / 風力発電 |
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| 研究概要 |
直線翼縦軸風車の性能予測を数値解析とフィールド試験の両面から行った。この結果、実用化が可能な性能が得られることが確認された。数値解析においては、第1段階として単独翼の性能を解析するため、メッシュ分割を行い、乱流モデルの検討を行った。後に回転翼の改正を行う必要があったため、できるだけ粗いメッシュで実験性能に合う結果を得るための乱流モデルを試行したところ、Spalart-AllmarasモデルによるDES解析が安定で高性能であることがわかった。このメッシュ分割と乱流モデルを用いて回転翼の解析を行った。3枚の翼を120度間隔で設置した風車をスライディングメッシュを用いて回転させた。この計算においては流れが2次元的であるという制約を除いてはきわめて現実的な解析で、非定常の失速を表現できている。解析の結果として、NACA0018対称翼を用いてソリディティー0.079、周速比3.75で運転するとき、出力係数0.45を得ることができることが確認できた。さらに、フィールド試験においては、実機モデルによる実験を行い、周速比一定運転のための制御ソフトの開発を行い、これにか回転防止のためのブレーキとその制御システムを組み合わせた。これらにより自動運転が可能となり、性能の評価を行うことができた。運転結果より、周速比3のあたりで、先に開発した理論性能曲線に近い出力が得られることを確認した。
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