| 研究課題/領域番号 |
09680478
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
石川 本雄 京都大学, 工学研究科, 助教授 (90109067)
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| 研究分担者 |
松尾 哲司 京都大学, 工学研究科, 助手 (20238976)
乾 義尚 京都大学, 工学研究科, 講師 (70168425)
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| キーワード | CO2回収 / 石炭燃焼 / MHD発電 / 強いMHD相互作用 / 衝撃波 / 集中アーク現象 / インバータ / 交流系統相互作用 |
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| 研究概要 |
・課題1:電磁界と流体の相互作用の解明
大型のMHD発電機においては電磁界と流体の3次元的相互作用により従来経験されていなかった現象が予想される。また、高性能MHD発電機の実現には、MHD発電機内の衝撃波の解明、及び、電流集中アーク現象・電極間短絡現象など電極近傍現象の解明が不可欠である。
本年はマックスウェル方程式、及び、乱流モデルを含む、圧縮性を考慮したナビェストークス方程式の時間依存2次元解析コードを開発し、中国科学アカデミー電工研究所の石炭燃焼MHD発電実験機を解析し、実験結果と比較した。その結果、中国の実験チャネルでは流れ方向及び磁界と流れ双方に直行する方向の電流リ-クが大きく、発電性能を劣化させていることなどを見いだし、電流リ-クの防止により発電性能は大きく改善されることなどを明らかにした。また、時間依存3次元解析コードの開発にも着手し、電極上での電流集中など、重要な3次元現象の再現に成功し、次年度の研究でより詳細に解明する方針である。なお、電界は有限要素法、流体は衝撃波の解析に有力なTVD法を用いて解析している。
・課題2:MHD発電機-インバータ-交流系統相互作用の解明
MHD発電機からの電気出力は直流であるので、交流系統に接続するためにはインバータを介して直流を交流に変換する必要がある。本年度の研究により、MHD発電機は他励式インバータを介して交流同期発電機と強い相互作用を引き起こすことが明らかにし、また、交流系統の事故がMHD発電機内のプラズマの振舞いに大きな影響を与える可能性があることを明らかにし、来年度以降の詳細な検討が重要問題であることを示した。
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