多重共振型波力発電装置に関する研究

2005 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17560718
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: 独立行政法人海洋研究開発機構
• 研究代表者: 大澤 弘敬 独立行政法人海洋研究開発機構, 海洋工学センター, サブリーダー (00371732)
• 研究分担者: 宮崎 剛 独立行政法人海洋研究開発機構, 海洋工学センター, 研究員 (10371733) ; 居駒 知樹 日本大学, 理工学部, 助手 (50302625)
• キーワード: 波力発電装置 / 多重共振 / 振動水柱型 / 波エネルギー

研究概要

1)多重共振型空気室出力推定手法のアルゴリズムの構築
多重振動型空気室の空気出力を推定する場合、サイドウォール付空気室内の流体力学特性を考える必要がある。本研究で開発する多重共振型空気室の空気出力推定手法は3次元特異的分布法をベースとて、多重共振の空気室サイドウォール部分については自由表面に圧力項を考えた条件式を適用し、また内部の流体領域にはグリーン関数の基本部をソースとして分布させる。そして外部の流体領域とサイドウォール部および空気室入口の各々の境界面での境界条件が一致するようにして全体の流場を解析する必要がある。本年度は、数値解析手法の開発に先だち、多重共振型空気室部分の境界条件を考え、それぞれ外部領域と接する共通境界面での接合条件を満たす数値解析プログラム作成のための定式化及び離散化等の検討を行った。
2)多重共振型空気室モデル設計
振動水柱型浮体式波浪発電装置の1次変換装置として底板付空気室モデルにサイドウォールを取り付けた多重共振型空気室モデルの設計を行った。従来モデルの前面にサイドウォールを新たに取り付けると、波エネルギー吸収効率の特性が双峰型となり、入射波の周期全体に広く波エネルギーを吸収できるようになるとの仮定の基、サイドウォールを取り付けるための底板付空気室モデル及びサイドウォールの形状寸法等を振動水柱の固有周期を考慮の上、入射波周期による系統的な検討により、水槽実験において使用する模型の設計を行った。
3)空気室の最適ノズル比の検討
振動水柱型波浪発電装置の1次変換における波エネルギー吸収効率を左右するもう1つの要因として空気室上部に設けられたノズルの影響がある。波エネルギー吸収効率の向上のためには、空気室内の振動水柱部分の水面変動と圧力の積分値が最適になるようにノズル比を調整する必要があるが、本年度は多重振動型空気室のノズル比に基づき振動水柱部分の水面変動と圧力の積分値が、波の各周期・波高において最適になるような検討を行った。