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2020 年度 実績報告書

浮体式洋上風車の風車-浮体-係留-制御連成応答解析法の高度化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18H01631
研究機関東京大学

研究代表者

鈴木 英之  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (00196859)

研究分担者 平林 紳一郎  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (90463877)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード浮体式洋上風車 / 浮体-係留連成応答解析法 / ポテンシャル理論 / 弾性相似模型 / 連鎖漂流リスク解析
研究実績の概要

2020年度が最終年度であり、これまで実施した内容の取りまとめの観点も含めて研究を実施した。
本研究の目的の第一は、浮体式洋上風車の“風車-浮体-係留-制御連成応答解析法”の高度化を狙い、浮体式支持構造物の動的応答の解析機能に着目して、ポテンシャル論に基づいて剛体運動に加えて弾性応答も計算できる、時間領域の解析法の開発とした。2019年度までに開発を終えて、単純な浮体形式の場合について検証を行った。
2020年度は、2019年度に引き続き、剛性の低いセミサブ型浮体の改良模型を製作し、これを用いた水槽実験を行った。実験から得られた模型の運動応答および弾性応答のデータを整理し、ポテンシャル論による運動解析や、簡便な流体力評価法を採用した時間領域の解析と比較を行い、引き続いて次の段階として、開発した解析法による計算結果と比較を進めた。
第二の目的は、風車設置海域に侵入してきた漂流船舶と浮体式洋上風車の衝突により係留系が損傷し、浮体式洋上風車の連鎖的漂流に至る過程を解析する手法の開発である。2019年度に船舶の漂流挙動を表現する数値モデルの高度化を行い、漂流した船舶が浮体式洋上風車で構成されるウインドファームに侵入した場合の挙動およびリスクの試計算を実施した。2020年度は、浮体式風車と衝突することによる係留系の破断特性モデルの高度化に向けて、風車が設置される浅海域を対象に、オールチェーンの係留に加えて、最近開発が進みつつある合成繊維ロープを用いた係留についても係留索の弾性相似模型を用いた実験を実施し、動的挙動と張力変動の特性を明らかにした。
2020年度に実施した実験はいずれも比較的大規模なもので、全般的にスケジュールが遅れたため、検証の一部を継続中であり早急に完了させる予定である。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件)

  • [雑誌論文] Dynamic Behavior of a Flexible Multicolumn FOWT in Regular Waves2021

    • 著者名/発表者名
      Taisuke Takata, Mayuko Takaoka, Rodolfo T. Goncalves, Hidetaka Houtani, Yasuo Yoshimura, Kentaro Hara, Kazuhiro Ijima, Edgard B. Malta and Hideyuki Suzuki
    • 雑誌名

      Journal Marine Science and Engineering

      巻: 9(2), 124 ページ: 1-21

    • DOI

      10.3390/jmse9020124

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著

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公開日: 2021-12-27  

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