| 研究課題/領域番号 |
20560168
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| 研究機関 | 工学院大学 |
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研究代表者 |
水野 明哲 工学院大学, 工学部, 教授 (80133320)
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| 研究分担者 |
加藤 千幸 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (00313114)
飯田 明由 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (30338272)
金野 祥久 工学院大学, 工学部, 准教授 (60322070)
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| キーワード | 風力発電 / 直線翼縦軸風車 |
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| 研究概要 |
1.風車性能を数値計算によって評価するためには、翼の性能を高精度に解析できる数値計算法が必要になる。そのため、本年度の研究では、NACA0018の単独翼を用いてはく離が顕著に見られる失速角付近の解析を行い、はく離を精度よく捉え、失速角付近の失速特性が適切に把握できるような翼周りのメッシュ分割と乱流モデルの選定を行った。そして、翼近傍のみ解像度を高くし、翼回りのメッシュ分割数を600分割、乱流モデルにDES(k-ωSST)モデルを用いた。その結果、計算コストを抑えつつ、実験と同じ迎角12°で失速による揚力の減少を正確に捉えることが可能となった。
2.直線翼縦軸風車の実験による性能評価を試みた。スケール効果による影響を回避し、風速が変動する実際の稼動条件においで実験を行うことが重要であると考えたため、実スケールの実験用風車を用いたフィールド試験による性能評価を行った。まず、フィールド試験を行うために、ディスクブレーキ機構と負荷制御装置を利用した実験用風車の自動運転制御を実現した。次に、実験用風車の自己起動特性を調査した。その結果、実験用風車が風速0.45m/sにて自己起動することがわかった。さらに、実験用風車の周速比と出力係数の関係を調査した。実験により得られた風車の性能曲線から、数値シミュレーションにより求めた理論性能と異なり、周速比が2.6を下回る領域においても出力係数が正の値を示すことが明らかになった。
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