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能動的ピッチ制御を適用した潮流・海流発電のための高性能垂直軸型水車の研究開発

研究課題

研究課題/領域番号 23560975
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 船舶海洋工学
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, 准教授 (50302625)

連携研究者 大塚 文和  日本大学, 理工学部, 助教 (60513984)
林 昌奎  東京大学, 生産技術研究所, 教授 (70272515)
研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2012年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2011年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワード潮流発電 / 垂直軸水車 / 可変ピッチ制御 / 水車効率 / 海流・潮流発電 / 可変ピッチ / 水車パワー係数 / CFD計算 / 垂直軸型水車 / 水槽実験 / CFD / 負荷試験 / 強制回転試験 / パワー係数
研究概要

本研究では垂直軸水車のブレードピッチ角を積極的に制御させることで,水平軸水車の性能に迫る水車効率を実現させ,潮流・海流発電用水車へ応用することを研究した。可変ピッチ機構を備えた水車模型を開発し一様流中での水車性能試験を実施した。2つのタイプのモデルを製作した。実験模型は機械的な摩擦抵抗も大きく,ネット性能は15%程度が最大であったが,ピッチ制御を行わないダリウス水車模型と比べた場合には,比較にならないほど高い性能が確認された。同時にCFD計算による数値実験を行い,水槽実験の共生回転によるグロス性能試験と共に水車効率55%という,極めて高い性能を発揮できる可能性を示すことができた。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 垂直軸可変ピッチ翼水車のソリディティとピッチ制御角度が水車効率に与える影響2014

    • 著者名/発表者名
      居駒知樹,増田光一,中澤那世留,林昌奎,惠藤浩朗
    • 雑誌名

      土木学会論文集B3(海洋開発)

      巻: Vol.70

    • NAID

      130004697405

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 可変ピッチ機構の導入による広範な流速域での垂直軸型水車の高性能化に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      居駒知樹, 中澤那世留, 増田光一, 仲村泰徳, 林昌奎
    • 雑誌名

      土木学会論文集B3(海洋開発)

      巻: Vol.69,No.2 ページ: 138-142

    • NAID

      130004961702

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance and Characteristics of Take-Off Power of a Vertical Axis Marine Trubine with Variable-Pitch Blades2013

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Ikoma, Koichi Masuda, Yasunori Nakamura, Chank-Kyu Rheem and Hisaaki Maeda
    • 雑誌名

      Proceedings of the 32nd International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering (OMAE)2013, ASME

      巻: the 32nd

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 垂直軸型可変ピッチ翼水車の水車性能に関する実験的研究2012

    • 著者名/発表者名
      居駒知樹,増田光一,仲村泰徳,林昌奎
    • 雑誌名

      日本船舶海洋工学会講演会論文集

      巻: 第14号 ページ: 319-322

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 垂直軸型可変ピッチ翼水車のトルク性能と水車パワーに関する基礎的研究2012

    • 著者名/発表者名
      居駒知樹,仲村泰徳,増田光一,林昌奎
    • 雑誌名

      第23回海洋工学シンポジウム論文集

      巻: 第23回

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 垂直軸可変ピッチ翼水車のソリディティとピッチ制御角度が水車パワー係数に与える影響2014

    • 著者名/発表者名
      居駒知樹, 増田光一, 中澤那世留, 林昌奎, 惠藤浩朗
    • 学会等名
      第24回海洋工学シンポジウム論文集, 日本海洋工学会・日本船舶海洋工学会
    • 発表場所
      (OES24-55)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Effects of the Number of Blades on Performances of a Variable-Pitch Type VAT2014

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Ikoma, Koichi Masuda, Naseru Nakazawa, Chang-Kyu Rheem, Hiroaki Eto and Takeshi Kinoshita
    • 学会等名
      Grand Renewable Energy 2014
    • 発表場所
      東京ビックサイト
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 可変ピッチ垂直軸水車おけるピッチ角とソリディティ影響2014

    • 著者名/発表者名
      居駒知樹,中澤那世留,増田光一,林昌奎,惠藤浩朗,木下健
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Development of a Vertical Axis Marine Turbine with Variable Pitch Blades for Wide Range Current Speed2013

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Ikoma, Koichi Masuda, Yasunori Nakamura, Chang-Kyu Rheem, Hisaaki Maeda and Naseru Nakazawa
    • 学会等名
      Proceedings of the International Symposium on Marine and Offshore Renewable Energy, The Japan Society of Naval Architects and Ocean Engineers (JASNAOE) and The Royal Institution of Naval Architects (RINA)
    • 発表場所
      (Paper No. S6-3, CD-ROM)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Performance and Characteristics of Take-Off Power of a Vertical Axis Marine Turbine with Variable-Pitch Blades2013

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Ikoma, Koichi Masuda, Yasunori Nakamura, Chang-Kyu Rheem and Hisaaki Maeda
    • 学会等名
      Proceedings of the ASME 32nd International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering (OMAE'13)
    • 発表場所
      (ASME, 11262, CD-ROM)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 垂直軸型可変ピッチ翼水車のトルク性能と水車パワーに関する基礎的研究2012

    • 著者名/発表者名
      居駒知樹, 仲村泰徳, 増田光一, 林昌奎
    • 学会等名
      第23回海洋工学シンポジウム論文集, 日本海洋工学会・日本船舶海洋工学会
    • 発表場所
      (OES23-048,CD-ROM)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 垂直軸型可変ピッチ翼水車の水車性能に関する実験的研究2012

    • 著者名/発表者名
      居駒知樹, 増田光一, 仲村泰徳, 林昌奎
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会講演会論文集
    • 発表場所
      (第14号,2012S-G4-4)
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Torque Performance and Power of Vertical Axis Type Marine Turbine with Variable- Pitch Blades2012

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Ikoma, Koichi Masuda, Yasunori Nakamura, Chank-Kyu Rheem and Hisaaki Maeda
    • 学会等名
      Ocean, Offshore Mechanics and Arctic Engineering (OMAE) 2012, 米国機械学会
    • 発表場所
      ロッテルダム,オランダ
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      https://sites.google.com/site/oceanikoma/

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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