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J-GLOBAL ID：201702255044474277   整理番号：17A0960852

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 渦法による浮体式振動水柱型波力発電装置の性能解析

著者 (1件)： 永田修一 (佐賀大 海洋エネルギー研究セ)
資料名： 計算工学  (Journal of the Japan Society for Computational Engineering and Science)
巻： 22  号： 3  ページ： 3623-3627  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： 佐賀大学では浮力体,L型の水中ダクト,空気室,タービン,発電機からなる浮体式の振動水柱型波力発電装置「後ろ曲げダクトブイ(BBDB)」を研究している。本論文では,水中ダクト内の振動水柱の固有周期を装置設備海域に入射する卓越波の周期に一致させ,発電量の向上を図るために二次元BBDBの非線形波浪中挙動解析法を紹介した。BBDBの最適設計には入射波と共振状態での浮体運動や,振動水柱の挙動を精度よく計算する必要がある。まず,浮体運動に伴う浮体端部から生じる渦の生成と拡散,振動水柱の壁面摩擦による減衰などを考慮できる粘性流体解析法として渦法を用いる計算手法を説明した。渦法は浮体に働く流体力計算などに課題が残っているので,滑らかな物体表面から流体領域への渦度の生成と拡散には渦層モデル,物体の各部から発生する渦度の表現にはVorticity sheddingモデルを用いた。また,水を粘性流体として扱うので浮体没水部の表面には流体圧力と摩擦力が作用するものとして,BBDBの二次元運動を計算する方法を示した。実際にBBDB模型を用いた水槽実験を行い,入射波の周期を変化させたときの計測値からBBDBの一次変換効率を求めたところ,本方法での計算結果は実験結果と概ね一致した。

シソーラス用語： *再生エネルギー ,  *境界要素法 ,  波力発電 ,  工学 ,  *数値計算 ,  *自然エネルギー ,  ダクト ,  渦流 ,  粘性流体 ,  評価試験
準シソーラス用語： *渦法 ,  *計算工学 ,  *再生可能エネルギー

分類 (2件)： 数値計算  (JE02000J) ,  自然エネルギー一般  (LB03010U)

引用文献 (9件)：

• 亀本喬司:「乱流モデルとしての渦法の発展性(前編:渦法の基礎を考える)」、数値流体力学、第2巻、第1号、pp.20-28, (1993).
• R. W Yeung and C. A Cermelli,「Vortical flow Generated by a plate rolling in a free surface」, Free Surface Flow with Viscosity, Advances in Fluid Mechanics, vol.16, (1998).
• 大窪慈生、永田修一、今井康貴、新里英幸:「渦法による浮体構造物の非線形波浪中挙動解析法の開発-第2報:矩形および三角形浮体の2次元動揺問題-」、日本船舶海洋工学会論文集、第22号、pp.55-65,(2015).
• 永田修一、大窪慈生、今井康貴、村上天元、岡本豊:「渦法による浮体構造物の非線形波浪中挙動解析法の開発-第3報:浮体式振動水柱型波力発電装置の一次変換性能解析-」、日本船舶海洋工学会論文集、投稿中.
• 佐藤光三:「ポテンシャル流れの複素変数境界要素法」、培風館、(2002).

タイトルに関連する用語 (9件)： 再生可能エネルギー ,  利用促進 ,  計算工学 ,  試み ,  渦法 ,  浮体 ,  振動水柱 ,  波力発電 ,  性能解析