| 研究課題/領域番号 |
18360212
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
石原 孟 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20323511)
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| 研究分担者 |
藤野 陽三 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20111560)
山口 敦 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教 (00376500)
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| キーワード | 風力発電設備 / 風応答解析 / 現地観測 / 加速度応答 / 歪み計測 / 固有振動数 / 構造減数の同定 / 転倒モーメント |
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| 研究概要 |
本年度は風車ロータの回転効果を考慮できる風応答予測モデルを開発し、風車の3次元形状、質量分布、附性分布などを考慮できる風応答予測システムを構築した。total Lagrange法からupdate Lagrange法を改良し、増分計算を行いながら要素の局所座標を変換した後、反復法で次の平衡状態を求めることにより、風車ロータの回転による幾何学非線形を考慮した風応答予測を可能した。
風応答予測モデルの予測精度を検証するため、実風車に対応する3次元風車モデルを作成し、実風車を対象とした現地観測から得られたデータを用いて比較検討を行った。具体的には、まず観測から得られた加速動応答により風車の振動数を求め、固有値解析から得られた風車モデルの固有振動数と比較することにより風車モデルの妥当性を確認した。そして風車の構造減衰については、風車の風応答解析により人力加振から得られた加速動応答を再現することにより、空気減数を除いた風車の構造減衰比を同定した。最後に現地観測から得られたタワー基部の動歪みから風車の基部に作用する転倒モーメントを算定し、風応答解析の結果と比較することにより風応答予測システムの精度を検証した。
これらの研究成果は第19回風工学シンポジウム論文集、国際数値風工学会議論文集、第28回風力エネルギー利用シンポジウム論文集、ターボ機械に掲載された。更に本研究の研究成果は現在土木学会構造工学委員会・風力発電設備耐風設計小委員会で作成している「風力発電設備支持物構造設計指針・同解説」に取り入れた。
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