実風車運転時の風速と応答の同時測定に基づくブレード対風応答の高精度予測手法の確立

• 研究課題/領域番号: 26289146
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 構造工学・地震工学・維持管理工学
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 木村 吉郎 東京理科大学, 理工学部, 教授 (50242003)
• 研究協力者: 細見 雅生 ; 幽谷 栄二郎 ; 岩井 憲一 ; 増本 勝
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 14,300千円 (直接経費: 11,000千円、間接経費: 3,300千円); 2016年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2015年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2014年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
• キーワード: 発電用風車 / 応答解析 / 運動解析ソフトウェア / 高速度カメラ / ドップラーライダー / 空間相関 / 変動空気力 / 変動風速 / 風工学 / 実風車 / 応答予測 / 応答測定 / 運動解析ソフト / 風車ブレード

研究成果の概要

風車の風応答解析の高精度化を目的として，実風車ブレードの先端の応答を，3次元運動解析ソフトを2台の高速度カメラで撮影した動画に用いて測定した．同時に，ドップラーライダーを用いて風車に作用する風速を高サンプリングで測定し，それを入力とした応答解析を，NRELが開発しているFASTを用いて実施した．対象は，駒井ハルテック富津工場内にあるKWT300である．
キャリブレーションに風車自体のブレード先端を用いることにより，測定精度が向上した．しかしながら，ブレードに作用する変動空気力の空間相関が高い状況を模擬した解析を，想定していた方法では行えなかったことから，解析手法の高精度化は課題として残った．

研究成果

• [学会発表] FASTを用いた風車の応答解析の精度向上を目指した検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鳥飼博史，木村吉郎，河合康太，細見雅生，幽谷栄二郎
  • 学会等名: 土木学会第71回年次講演会講演概要集
  • 発表場所: 東北大学川内北キャンパス（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2016-09-07
• [学会発表] FASTを用いた風車の応答解析の精度向上を目指した検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鳥飼博史，木村吉郎，河合康太，細見雅生，幽谷栄二郎
  • 学会等名: 平成28年度土木学会全国大会
  • 発表場所: 東北大学川内北キャンパス（宮城県）
  • 年月日: 2016-09-07
• [学会発表] FIELD MEASUREMENT OF BLADE TIP RESPONSE OF A MEDIUM SIZE WIND TURBINE IN OPERATION (2016)
  • 著者名/発表者名: Kichiro Kimura, Hiroshi Torikai, Masao Hosomi, Eijiro Yukoku
  • 学会等名: First International Symposium on Flutter and its Application
  • 発表場所: ホテルメルパルク東京（東京都・港区）
  • 年月日: 2016-05-15
  • 国際学会
• [学会発表] 高速度カメラと３次元運動解析ソフトを用いた実風車ブレードの振動測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 河合康太，新井那亜，幽谷栄二郎，木村吉郎
  • 学会等名: 土木学会第70回年次学術講演会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス（岡山県）
  • 年月日: 2015-09-16 – 2015-09-18
• [学会発表] 高速度カメラと３次元運動解析ソフトを用いた実風車ブレードの振動測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 河合康太，新井那亜，幽谷栄二郎，木村吉郎
  • 学会等名: 平成27年度土木学会全国大会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス（岡山県）
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 3次元運動解析ソフトを用いた実風車ブレードの簡易な振動測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 木村吉郎，新井那亜，日下拓也，幽谷栄二郎
  • 学会等名: 日本風工学会年次研究発表会
  • 発表場所: 徳島大学工学部キャンパス（徳島県）
  • 年月日: 2015-05-27 – 2015-05-28
• [学会発表] 3次元運動解析ソフトを用いた実風車ブレードの簡易な振動測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 木村吉郎，新井那亜，日下拓哉，幽谷栄二郎
  • 学会等名: 日本風工学会平成27年度年次研究発表会
  • 発表場所: 徳島大学工学部キャンパス（徳島県）
  • 年月日: 2015-05-27