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J-GLOBAL ID：201702245601832013   整理番号：17A0960850

再生可能エネルギーの利用促進に向けた計算工学の試み 風車ウエイクのラージ・エディ・シミュレーション(LES)

著者 (1件)： 内田孝紀 (九大 応用力学研)
資料名： 計算工学  (Journal of the Japan Society for Computational Engineering and Science)
巻： 22  号： 3  ページ： 3613-3617  発行年： 2017年07月31日 
JST資料番号： L5669A  ISSN： 1341-7622  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 解説  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 日本の陸上ウィンドファームでは複数台の大型風車を山岳地域に集中的に建設するので,風車相互の影響で全体の発電電力量が低下しないように風車の離隔距離を適切に決定する必要がある。本論文では,数m~数km程度の狭域スケールで時間的かつ空間的に変動する非定常な風況場を再現するために,乱流モデルにラージ・エディ・シミュレーションを採用した数値風況予測モデルRIAM-COMPACTによる風車ウエイクの解析について述べた。まず,回転する風車ブレードはアクチュエータ・ライン・モデルでモデル化し,最適周速比4.0,出力係数約0.3の風車を風車対象として,1)流入変動,2)温度成層の影響を調べた。次に,風車遠方における速度シアーの不安定性に起因して発生すると推測される風車遠方におけるウエイクのゆらぎ,及び風車に侵入する気流の風向を連続的に変化させた場合の風車ウエイクの蛇行を模擬した。さらに,何十台もの風車群を対象として数値風況シミュレーションを実施するのは現実的でないので,回転する風車ブレード領域に抵抗モデルを採用する方法を開発しており,北九州響灘地区に大規模・洋上風力発電が導入された場合の予備調査を行った。その結果,30基の風車群内では風車ウエイクの相互干渉が存在し,既存の陸上風車群に与える影響も確かめられた。

シソーラス用語： 工学 ,  *数値計算 ,  *風車 ,  ウインドファーム ,  *計算機シミュレーション ,  風力発電 ,  アクチュエータ ,  モデリング ,  最適化 ,  *ゆらぎ ,  *風力エネルギー
準シソーラス用語： *計算工学

分類 (5件)： 数値計算  (JE02000J) ,  風力エネルギー  (LB03060X) ,  計算機シミュレーション  (JE11000H) ,  水力エネルギー  (LB03020F) ,  ゆらぎ,ランダム過程,Brown運動,輸送過程の一般的理論  (BA08020B)

引用文献 (6件)：

• 内田孝紀、大屋裕二、風車単体後流の渦構造解明に向けた基礎的研究、九州大学応用力学研究所所報、第129号、pp.123-128, 2005
• 内田孝紀、大屋裕二、杉谷賢一郎、最適周速比における風車後流と静止円盤後流の比較、第19回風工学シンポジウム論文集、pp.187-192, 2006
• 内田孝紀、大屋裕二、最適周速比における風車後流のラージ・エディ・シミュレーション-第2報 格子乱流により生成した流入変動風の影響-、第21回風工学シンポジウム論文集、pp.233-238, 2010
• Takanori Uchida, Yuji Ohya and Kenichiro Sugitani, Comparisons between the wake of a wind turbine generator operated at optimal tip speed ratio and the wake of a stationary disk, Modelling and Simulation in Engineering, Volume 2011
• 内田孝紀、九州大学応用力学研究所所報、風車および小規模地形の周辺流れに対する温度成層の効果-その1:流れ場の可視化-、第149号、pp.85-90, 2015

タイトルに関連する用語 (6件)： 再生可能エネルギー ,  利用促進 ,  計算工学 ,  試み ,  風車 ,  LES