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水平軸風車における可変速・翼ピッチ制御運転の最適化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 25420115
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
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

長谷川 豊  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20198732)

研究分担者 鈴木 博貴  山口大学, 理工学研究科, 助教 (10626873)
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
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2013年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード流体機械 / 風力発電 / 風車運転制御 / 数値解析 / モデル実験 / 可変速運転 / 翼ピッチ角制御
研究成果の概要

本研究は,水平軸風車への流入風速変化に伴い発生する風車の出力変動につき,風車運転制御により変動振幅を低減することを目指す.この目標を達成するため,主に以下の研究を実施した.
1. 自然風下で運転制御する風車を模擬する数値解析モデルを構築すると共に,実験結果との比較によりモデルの妥当性を検証した.
2. 風車への瞬時流入風条件を推定する手法を上記解析モデルに基づき確立し,得られた流入風速推定値を用いて,風車出力変動を低減するための運転制御方法を構築した.

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

    (31件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 14件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 自動車用送風機の電力回生に関する研究(高ソリディティ翼による風車性能の向上)2015

    • 著者名/発表者名
      織田信一,長谷川豊,鈴木博貴,牛島達夫
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 81 号: 827 ページ: 15-00069-15-00069

    • DOI

      10.1299/transjsme.15-00069

    • NAID

      130005089681

    • ISSN
      2187-9761
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 自動車用送風機の電力回生に関する研究(高ソリディティ翼による実車での風車出力向上)2015

    • 著者名/発表者名
      織田信一,長谷川豊,鈴木博貴,牛島達夫,大矢英樹
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 81 号: 829 ページ: 15-00042-15-00042

    • DOI

      10.1299/transjsme.15-00042

    • NAID

      130005100326

    • ISSN
      2187-9761
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 自動車用送風機の電力回生に関する研究(風車による車両冷却系空気抵抗への影響)2015

    • 著者名/発表者名
      織田信一,長谷川豊,鈴木博貴,牛島達夫,大矢英樹
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 81 号: 830 ページ: 14-00691-14-00691

    • DOI

      10.1299/transjsme.14-00691

    • NAID

      130005105250

    • ISSN
      2187-9761
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simplified equations for the rotational speed response to inflow velocity variation in fixed-pitch small wind turbines2015

    • 著者名/発表者名
      H. Suzuki, Y. Hasegawa
    • 雑誌名

      Fluid Dynamics Research

      巻: 015510 ページ: 1-15

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study of tower effects on rotor characteristics of horizontal axis wind turbine2014

    • 著者名/発表者名
      N. Tanimura, Y. Hasegawa, H. Suzuki, F. Hara and T. Ushijima
    • 雑誌名

      Proceedings of Grand Renewable Energy 2014 International Conference and Exhibition

      巻: P-Wd, 1-22 ページ: 1-4

    • 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] Effects of Blade Aspect Ratio on Aerodynamic Performance of Turbine Blade in Wing-Stroke Motion2014

    • 著者名/発表者名
      H. Nakano, N. Tanimura, Y. Hasegawa, H. Suzuki, T. Ushijima
    • 雑誌名

      Proceedings of Grand Renewable Energy 2014 International Conference and Exhibition

      巻: P-Wd, 1-33 ページ: 1-4

    • 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] Improvement of Rotor Configuration for Achievement of Automotive Fan-Turbine System2014

    • 著者名/発表者名
      S. Oda, Y. Hasegawa, H. Suzuki, and T. Ushijima
    • 雑誌名

      Proceedings of Grand Renewable Energy 2014 International Conference and Exhibition

      巻: O-Wd, 15-2 ページ: 1-4

    • 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] A 3D Navier-Stokes Simulation under Staggered/Collocated Grids with High-Kinetic-Energy-Conservation2014

    • 著者名/発表者名
      H. Suzuki, S. Matsuo, M. Watanabe, Y. Hasegawa, T. Ushijima
    • 雑誌名

      Proceedings of Grand Renewable Energy 2014 International Conference and Exhibition

      巻: P-Wd, 2-22 ページ: 1-3

    • 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] 自動車用送風機の電力回生に関する研究(翼型改良による風車性能の向上)2014

    • 著者名/発表者名
      織田 信一,長谷川 豊,鈴木 博貴,牛島 達夫
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 80-819-FE0315 ページ: 1-13

    • NAID

      130004716709

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Research of Electric Power Regeneration using Automotive Cooling Fan2013

    • 著者名/発表者名
      S. Oda, Y. Hasegawa, H. Suzuki, T. Ushijima
    • 雑誌名

      Proceedings of International Symposium on EcoTopia Science 2013

      巻: ISETS2013 ページ: 1-1

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study on Blade Elasticity Influence on Blade Load Characteristics of NREL Turbine2013

    • 著者名/発表者名
      F. Hara, Y. Hasegawa, N. Tanimura, H. Suzuki, T. Ushijima
    • 雑誌名

      Proceedings of International Symposium on EcoTopia Science 2013

      巻: ISETS2013 ページ: 1-1

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Study of Dynamic Inflow Effects on Aerodynamic Response of HAWT Rotor2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Taniguchi, Y. Hasegawa, N. Tanimura, H. Suzuki, T. Ushijima
    • 雑誌名

      Proceedings of International Symposium on EcoTopia Science 2013

      巻: ISETS2013 ページ: 1-1

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct numerical simulation of fractal-generated turbulence2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroki SUZUKI; Kouji NAGATA; Yasuhiko SAKAI; Toshiyuki Hayase; Yutaka HASEGAWA; Tatsuo USHIJIMA
    • 雑誌名

      Fluid Dynamics Research

      巻: 45 号: 6 ページ: 61409-61431

    • DOI

      10.1088/0169-5983/45/6/061409

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Attempt to Improve Accuracy of Higher-order Statistics and Spectra in Direct Numerical Simulation of Incompressible Wall Turbulence by Using the Compact Schemes for Viscous Terms2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroki SUZUKI; Kouji NAGATA; Yasuhiko SAKAI; Toshiyuki Hayase; Yutaka HASEGAWA; Tatsuo USHIJIMA
    • 雑誌名

      International Journal for Numerical Methods in Fluids

      巻: 73 号: 6 ページ: 509-522

    • DOI

      10.1002/fld.3810

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 水平軸風車後流解析の計算負荷軽減に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      久保田一輝,長谷川豊,牛島 達夫,鈴木博貴
    • 学会等名
      日本機械学会東海支部第65 期総会・講演会
    • 発表場所
      愛知工業大学
    • 年月日
      2016-03-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Study on Pitch Motion Optimization of Wing-Stroke Wind Turbine2015

    • 著者名/発表者名
      Hironori NAKANO, Yutaka HASEGAWA, Hiroki SUZUKI, Tatsuo USHIJIMA
    • 学会等名
      International Symposium on EcoTopia Science '15
    • 発表場所
      Nagoya University, Nagoya
    • 年月日
      2015-11-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Research of Electric Power Regeneration using Automotive Cooling fan (Improvement of Fan Efficiency by Diffuser)2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka WAGAYAMA, Shinnichi ODA, Yutaka HASEGAWA, Hiroki SUZUKI, Tatsuo USHIJIMA
    • 学会等名
      International Symposium on EcoTopia Science '15
    • 発表場所
      Nagoya University, Nagoya
    • 年月日
      2015-11-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Small Wind Tunnel with Lower Fluid Acceleration2015

    • 著者名/発表者名
      Shinnosuke MATSO, Hiroki SUZUKI, Yutaka HASEGAWA, Tatsuo USHIJIMA, Shinsuke MOCHIZUKI
    • 学会等名
      10th International Symposium on Advanced Science and Technology in Experimenatal Mechanics
    • 発表場所
      Kunibiki Messe, Matsue, Shimane
    • 年月日
      2015-11-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 周速比展開を用いた小型風車の風速変化に応答する回転速度の記述2015

    • 著者名/発表者名
      鈴木博貴,長谷川豊,牛島達夫
    • 学会等名
      日本機械学会東海支部第64期総会・講演会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2015-03-13 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ウィングストローク風車の空力・機構学的特性に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      中野宏紀,長谷川豊,鈴木博貴,牛島達夫
    • 学会等名
      日本機械学会東海支部第64期総会・講演会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2015-03-13 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 自動車用送風機の電力回生に関する研究(ディフューザによる性能改良)2015

    • 著者名/発表者名
      我山佳孝,織田信一,長谷川豊,鈴木博貴,牛島達夫
    • 学会等名
      日本機械学会東海支部第64期総会・講演会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2015-03-13 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 小型風車における空気密度変化に起因する運転周速比変化の定量化に関する基礎検討2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木博貴, 長谷川豊, 牛島達夫
    • 学会等名
      第23回風工学シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2014-12-03 – 2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] タワーが水平軸風車の翼負荷特性に及ぼす影響に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      谷村徳之, 長谷川豊, 鈴木博貴, 牛島達夫
    • 学会等名
      第92期日本機械学会流体工学部門講演会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2014-10-25 – 2014-10-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 負荷一定風車における回転角速度の空力係数特性に起因する発散性/収束性について2014

    • 著者名/発表者名
      鈴木博貴, 長谷川豊, 牛島達夫
    • 学会等名
      第92期日本機械学会流体工学部門講演会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2014-10-25 – 2014-10-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 自動車用送風機の電力回生に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      織田信一, 長谷川豊, 鈴木博貴, 牛島達夫
    • 学会等名
      第92期日本機械学会流体工学部門講演会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2014-10-25 – 2014-10-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 自動車用送風機の電力回生に関する研究(翼周りの流れ測定による CFD 解析の検証と翼型改良)2014

    • 著者名/発表者名
      織田信一,長谷川豊,鈴木博貴,牛島達夫
    • 学会等名
      日本機械学会東海支部第63期総会講演会
    • 発表場所
      大同大学,名古屋市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Study on Blade Elasticity Influence on Blade Load Characteristics of NREL Turbine2013

    • 著者名/発表者名
      F. Hara, Y. Hasegawa, N. Tanimura, H. Suzuki, T. Ushijima
    • 学会等名
      International Symposium on EcoTopia Science 2013
    • 発表場所
      名古屋大学,名古屋市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical Study of Dynamic Inflow Effects on Aerodynamic Response of HAWT2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Taniguchi, Y. Hasegawa, N. Tanimura, H. Suzuki, T. Ushijima
    • 学会等名
      International Symposium on EcoTopia Science 2013
    • 発表場所
      名古屋大学,名古屋市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Research of Electric Power Regeneration using Automotive Cooling Fan2013

    • 著者名/発表者名
      S. Oda, Y. Hasegawa, H. Suzuki, T. Ushijima
    • 学会等名
      International Symposium on EcoTopia Science 2013
    • 発表場所
      名古屋大学,名古屋市
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ウィングストローク風車翼の空力特性に関する研究(運転条件の影響)2013

    • 著者名/発表者名
      佐藤良輔,長谷川豊,鈴木博貴,牛島達夫
    • 学会等名
      第91期日本機械学会流体工学部門講演会
    • 発表場所
      九州大学,福岡県
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [図書] エコトピア科学シリーズ3 環境調和型社会のためのエネルギー科学2015

    • 著者名/発表者名
      長崎正雅、森竜雄、長谷川豊、板谷義紀、長谷川達也、梶田信、成瀬一郎、森田成昭、伊藤孝至、早川直樹、小島寛樹、花井正広
    • 総ページ数
      238
    • 出版者
      コロナ社
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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