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2021 年度 実績報告書

潮流発電の実用化開発に必要な高精度広域CFD解析手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19H02363
研究機関九州大学

研究代表者

胡 長洪  九州大学, 応用力学研究所, 教授 (20274532)

研究分担者 カムラ モハメド・ムスタフア・ザキ・アハメド  九州大学, 応用力学研究所, 助教 (60870699)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード潮流発電タービン / 後流影響 / 水槽実験 / 数値流体力学
研究実績の概要

(1)開発された広域CFDの改良
2020年度に実施した単機タービンの模型実験及び2機タービン相互干渉の模型実験の計測データを使って、広域CFDモデルの検証・改良を行った。流体のソルバーについて、通常のNavier-Stokesソルバーに加えて、格子ボルツマン法の応用に関する研究を行った。広域CFDモデルとして、格子ボルツマン法は大規模解析との相性が良いことが示された。潮流タービンの計算について、格子ボルツマン法へ実装するACLモデルの改良も行った。乱流モデルについて、RANS、LES、およびDDESの応用に関する検討を行い、タービン後流の予測精度への影響を調べた。
(2)潮流解析・広域CFD・狭域CFDを連携して潮流ファームの試計算
まず狭域CFDモデルであるOpenFOAMを使って潮流タービンの高解像度シミュレーションを実施し、ACLモデルを潮流ファーム計算の広域CFDモデルへの応用に関する問題点を整理し、改良方法を検討した。次に、格子ボルツマン法にACLモデルを導入し、潮流ファームのシミュレーション手法を構築した。2基タービンの水槽実験に対して数値シミュレーションを実施し、波の影響を考慮した計算手法の精度検証を行った。最後に、開発された格子ボルツマン法を使って、水面波、海底形状、流入条件などを考慮した小規模潮流発電ファームに対して試計算を実施した。
(3)研究総括
今年度は研究の最終年度であり、開発された広域CFD手法の実用化検討や各種知見について取り纏めを行い、研究成果の公表に学会講演論文や学術雑誌論文を作成し投稿を行っている。

現在までの達成度 (段落)

令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Performance Evaluation of Lattice Boltzmann Method for Fluid Simulation on A64FX Processor and Supercomputer Fugaku2022

    • 著者名/発表者名
      Seiya Watanabe, Changhong Hu
    • 雑誌名

      Proc. of International Conference on High Performance Computing in Asia-Pacific Region

      巻: - ページ: 1-9

    • DOI

      10.1145/3492805.3492811

    • 査読あり
  • [学会発表] Wake Prediction of Tidal Current Turbines Using Machine Learning2022

    • 著者名/発表者名
      Mohamed M. Kamra, Changhong Hu, Seiya Watanabe
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会令和4年春季講演会

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公開日: 2022-12-28  

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