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ハイブリッド解析による極低落差用エコ水車の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25420111
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 流体工学
研究機関信州大学

研究代表者

池田 敏彦  信州大学, 工学部, 特任教授 (60021010)

研究分担者 飯尾 昭一郎  信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (80377647)
内山 知実  名古屋大学, 未来材料システム研究所, 教授 (90193911)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2013年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード粒子法 / ハイブリッド解析 / 開放型水車 / 水車性能 / 内部流動 / 圧力 / 水車性能向上 / 可視化計測
研究成果の概要

本研究では実験と粒子法による開放型貫流水車の性能向上と振動・騒音予測の可能性評価に注力した。その結果、粒子法におけるランナ内外部の流動現象を再現することを可能とし、時間平均速度分布をもとにした角運動量の変化からランナに作用するトルクを算出することで、実験と良好に一致する水車性能曲線を得ることができた。その一方で、振動・騒音を予測するためには、ブレード表面圧力の時系列データを得る必要があると考え、その算出精度について検討した。その結果、現在のアルゴリズムでは実際には生じ得ない過大な変動圧力が観測された。この原因解明までには至らなかったが、水粒子と壁粒子との異常接近が関係していることが示唆された。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Numerical study on the flow and performance of an open cross-flow mini-hydraulic turbine2015

    • 著者名/発表者名
      Tomomi Uchiyama, Shou Uehara, Haruki Fukuhara, Shouichiro Iio, Toshihiko Ikeda
    • 雑誌名

      Journal of Power and Energy

      巻: 229(8) 号: 8 ページ: 968-977

    • DOI

      10.1177/0957650915592260

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Numerical simulation of water flow through nano-hydraulic turbine driven by rapid and shallow stream2014

    • 著者名/発表者名
      Tomomi Uchiyama, Shou Uehara, Shouichiro Iio, Toshihiko Ikeda, Yukio Ide
    • 雑誌名

      Journal of Energy and Power Engineering

      巻: 8 ページ: 1663-1672

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Effect of flow condition on undershot water wheel performance2014

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Katayama, Shouichiro Iio, Tomomi Uchiyama, Toshihiko Ikeda
    • 雑誌名

      International Review of Mechanical Engineering Journal

      巻: 8(6) 号: 6 ページ: 1005-1011

    • DOI

      10.15866/ireme.v8i6.4707

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Numerical Simulation of Water Flow through a Nano-Hydraulic Turbine of Waterfall-Type by Particle Method2013

    • 著者名/発表者名
      Tomomi Uchiyama, Haruki Fukuhara, Shouichiro Iio, and Toshihiko Ikeda
    • 雑誌名

      International Journal of Rotating Machinery

      巻: Article ID 473842 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1155/2013/473842

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Effect of flow direction control with curved channel for waterfall type turbine2014

    • 著者名/発表者名
      Kaika Kimoto, Yusuke Katayama, Shouichiro Iio, Toshihiko Ikeda
    • 学会等名
      GRAND RENEWABLE ENERGY 2014
    • 発表場所
      東京ビッグサイト
    • 年月日
      2014-07-27 – 2014-08-01
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Influence of inlet flow condition on undershot type cross-flow turbine2014

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Katayama, Nobuhiro Hayashi, Shouichiro Iio, Toshihiko Ikeda
    • 学会等名
      GRAND RENEWABLE ENERGY 2014
    • 発表場所
      東京ビッグサイト
    • 年月日
      2014-07-27 – 2014-08-01
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 開放型貫流水車の流れと性能の数値解析2013

    • 著者名/発表者名
      上原 翔,内山知実,福原春起,飯尾昭一郎,池田敏彦
    • 学会等名
      日本機械学会第18回動力・エネルギー技術シンポジウム
    • 発表場所
      千葉大学 西千葉キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] エコ水車の研究開発2013

    • 著者名/発表者名
      飯尾昭一郎,池田敏彦
    • 学会等名
      日本混相流学会混相流シンポジウム2013
    • 発表場所
      信州大学工学部
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 浅速流用小型水車を通過する流れの数値シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      上原 翔,内山知実,飯尾昭一郎,池田敏彦
    • 学会等名
      ターボ機械協会 第70回地方講演会
    • 発表場所
      信州大学工学部
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 研究代表者情報

    • URL

      http://soar-rd.shinshu-u.ac.jp/profile/ja.OCfhZhkh.html

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 研究代表者情報掲載ページ

    • URL

      http://soar-rd.shinshu-u.ac.jp/profile/ja.OCfhZhkh.html

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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