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2015 年度 実績報告書

ブイ観測・数値計算ハイブリッド型洋上風況調査システムの研究開発

研究課題

研究課題/領域番号 25420865
研究機関神戸大学

研究代表者

大澤 輝夫  神戸大学, 海事科学研究科(研究院), 准教授 (80324284)

研究分担者 香西 克俊  神戸大学, 海事科学研究科(研究院), 教授 (30186613)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード洋上風力発電 / 風況 / 気象モデル / WRF
研究実績の概要

本研究では,洋上において風車ハブ高度の風況を安価且つ安定して推定可能な「ブイ観測・数値計算ハイブリッド型洋上風況調査システム」の構築を行った.
1年目は,ドイツ北海沿岸の気象マストFINO3の観測値及び港湾空港技術研究所波崎桟橋上でのライダー観測値を用いて,10m高度風速観測値を80m高度風速へ変換する際の精度について検証した.鉛直プロファイルには,モニン・オブコフ相似則に基づく鉛直1次元モデルとメソ気象モデルWRFの計算値に基づく3次元モデルの2つを使用した.その結果,FINO3と波崎の海風時にはいずれのケースも高い推定精度が得られる一方で,波崎の陸風時には1次元モデルの推定精度が著しく悪化することが示された.
2年目は,陸風時のメソ気象モデルWRFの鉛直プロファイルの精度向上が本システム開発の鍵であると考え,乱流スキームの選択,4次元データ同化の設定,計算領域の設定等の観点から計算手法を検討した.その結果,鉛直プロファイルの面からはLESよりもRANSの方が高精度であること,大気境界層内の4次元データ同化はしない方が良いこと,第1計算領域が狭すぎると精度が悪化すること等が明らかになった.また低高度風速として人工衛星の海上風観測値を使った場合でも,本研究の手法を用いればWRF単体よりも高い精度が得られることも明らかになった.
最終年度は,ブイの運動を模擬的に再現可能な動揺シミュレーター上に超音波風速計とジャイロを搭載することにより,ブイ上での風速観測値に対する動揺影響の評価を行った.その結果,10分平均風速値に対してはブイの運動は大きく影響しないことが明らかになった.陸風時の鉛直プロファイルの再現性には問題が残ったものの, 海風に対しては,ブイ観測値とWRF計算値を併用する本システムにより,15%以内の誤差(RMSE)で風車ハブ高度の風速を推定できることが確認出来た.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] ForWind(Germany)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      ForWind
  • [雑誌論文] ブイ観測・数値シミュレーション併用型洋上風況推定手法の有用性検証2015

    • 著者名/発表者名
      大澤輝夫,嶋崎翔太,市川弘人,嶋田進,竹山優子,小垣哲也,川口浩二,中村聡志
    • 雑誌名

      土木学会論文集B3(海洋開発)

      巻: 71 ページ: I_132 - I_136

    • DOI

      10.2208

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 中尾知博,大澤輝夫,香西克俊,中村聡志2015

    • 著者名/発表者名
      WRFによる沿岸海上風シミュレーション時の四次元データ同化適用手法に関する検討
    • 雑誌名

      土土木学会論文集B3(海洋開発)

      巻: 71 ページ: I_137-I_142

    • DOI

      10.2208

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of WRF-based methods for wind resource assessment at an offshore site2015

    • 著者名/発表者名
      Teruo Ohsawa, Kazuki Ishigami, Takeshi Misaki, Yasuyuki Baba, Koji Kawaguchi
    • 雑誌名

      Proceedings of the Twenty-fifth (2015) International Ocean and Polar Engineering Conference

      巻: 25 ページ: 706 - 712

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 沿岸海上におけるWRF計算値と水平照射型ライダー観測値の比較2015

    • 著者名/発表者名
      市川弘人,大澤輝夫,芝本夏子,小長谷瑞木,加藤秀樹,水戸俊成,江口信也
    • 雑誌名

      風力エネルギー利用シンポジウム予稿集

      巻: 37 ページ: 229 - 232

    • DOI

      10.11333

  • [学会発表] 沿岸海上におけるWRF計算値と水平照射型ライダー観測値の比較2015

    • 著者名/発表者名
      市川弘人,大澤輝夫,芝本夏子,小長谷瑞木,加藤秀樹,水戸俊成,江口信也
    • 学会等名
      第37回風力エネルギー利用シンポジウム
    • 発表場所
      科学技術館 (東京都・千代田区)
    • 年月日
      2015-11-26 – 2015-11-27
  • [学会発表] Comparison of WRF-based methods for wind resource assessment at an offshore site2015

    • 著者名/発表者名
      Teruo Ohsawa, Kazuki Ishigami, Takeshi Misaki, Yasuyuki Baba, Koji Kawaguchi
    • 学会等名
      the Twenty-fifth (2015) International Ocean and Polar Engineering Conference
    • 発表場所
      Hilton Waikoloa Village (Hawaii, USA)
    • 年月日
      2015-06-21 – 2015-06-26
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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