| 研究実績の概要 |
本年度には，3枚の風車ブレードを有する水平回転軸が水平2方向に自由度をもつタワー先端部に取り付けられた系において，ブレードに生じる振動を理論的に調べた結果，以下の成果を得た．
1. ブレードの回転と重力作用により時間的に変化するモーメントがブレードに作用するため，ブレードの回転速度をω，系の固有角振動数をpとすると，ブレードにはm(ω/2)=p (m=2, 3, 4, …)が満たされるωの付近で振動数m(ω/2)の振幅が卓越して発生する．また，3つのブレードの形状が同一の場合でも，ブレードに作用する非線形モーメントに起因して，3つのブレードの内，1つまたは2つのブレードが大きく振動する現象，すなわち局在化現象が発生することがある．
次に，浮体式洋上風車のブレード単体を対象とし，波浪により風車土台が鉛直方向に励振される場合，ブレードに生じる振動を理論的，実験的に調べた．この系の運動方程式には係数励振項と非線形項が含まれるが，線形化モデル（モデルＡ）および非線形モデル（モデルＢ）の各モデルについて考察し，以下の成果を得た．
2. モデルＡに対する理論解析により，(Ω+nω)/2=p (n=±1,±2,±3, …)の関係が満たされるωとΩの付近において，係数励振作用によりブレードの振幅が時間的に増大する不安定振動，すなわち係数励振振動が発生する．ここに，ωはブレードの回転速度，Ωは波の励振振動数，およびpは系の固有角振動数を表す．
3. 実機に相当するモデルＢの運動方程式にスウィープ試験を適用して直接数値積分することより，ブレードの振幅に対する共振曲線を求めた結果，線形系に対する理論解析で予測された(ω,Ω)の付近に共振ピークが現れる．
4. 実験では，上記2の関係を満たすωとΩの付近において5種類の共振ピークを観察し，理論解析結果とほぼ一致する実験結果が得られた．
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