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2002 年度 実績報告書

風車回転翼周囲の3次元流れを考慮した次世代型風車翼の設計手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 13450073
研究機関三重大学

研究代表者

清水 幸丸  三重大学, 工学部, 教授 (20023202)

研究分担者 鎌田 泰成  三重大学, 工学部, 助手 (60262987)
前田 太佳夫  三重大学, 工学部, 助教授 (80238865)
キーワード風車 / 翼型 / 風車専用厚翼 / 回転翼周囲流れ / 速度分布 / 風車翼 / 3次元流れ / 風車後流
研究概要

近年、風車研究および開発が進み、風力エネルギーは確固たる地位を築いた。本研究では、次世代風車翼の設計・開発に取り組んだ。回転状態にある翼周りの流れ場については不明瞭な点が多く、風車翼開発の大きな妨げとなっている。そこで本研究では、この問題を解決するため、風車翼周りの流れの挙動と、翼形状・運転状態が流れ場に及ぼす影響を実験的に明らかにした。
実験に用いた供試翼は4種あり、翼形状、翼配列を変化させている。翼の捻り角は翼素運動量理論を用い設定した。各風車用の概要を以下に示す。
[1]NACA4418を用いたテーパーねじり翼 [2]4種の翼型を混合したテーパーねじり翼
[3][2]の翼配列を斜流方向へ傾斜配列 [4][3]の翼型傾斜角を1.5倍にして傾斜配列
以上の供試翼の特性を把握するため、風車性能試験、風車翼周りの流速分布測定を行った。流れの考察は、定性的手法として速度ベクトルによる流れの可視化を行い、翼の通過に伴う動的変化を観察した。次に定量的手法として循環量、渦度、乱れ度を評価指標とし、翼形状・運転状態の違いによる流れ場の変化について考察を行った。
以下に本年度により得られた結果を示す。
(1)翼の通過に伴う流れ場の動的変化を明らかにした。また、翼面近傍の速度分布により、斜流効果により歪曲する流れの軌跡が明らかとなった。
(2)斜角を変化させた[2],[3],[4]の供試翼は、翼性能、翼周りの流れ場に大きな変化が現れないが、性能向上には貢献できる。

  • 研究成果

    (1件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (1件)

  • [文献書誌] 清水幸丸: "水平軸風車翼周りの流れ場についての実験的考察"日本機械学会東海支部 東海支部第52期総会講演会講演論文集. 033・1. 45-46 (2003)

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公開日: 2004-04-07   更新日: 2016-04-21  

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