多様な風況に順応可能な発電用風車を実現する能動的剥離制御技術の確立

点击翻译按钮获取中文摘要

2022年度は，実験室スケールの風車流れを模擬した動的翼周り流れを対象とし，ボルテックスジェネレータ型プラズマアクチュエータ(VG-PA)を用いた動的剥離制御のLarge-Eddy　Simulation(LES)を複数の駆動条件について行い，制御効果と制御メカニズムについて検討した．ここで，動的翼は迎角が5度から25度まで時々刻々変化するピッチング翼とした．駆動条件は，VG-PAを連続的に駆動する「連続駆動」，低周波数で間欠的に駆動する「間欠駆動:低」，高周波数で間欠的に駆動する「間欠駆動:高」とした．数値解析結果より，「間欠駆動：高」「間欠駆動:低」の各駆動方法で特に高い剥離制御効果が得られた．「間欠駆動：高」では，VG-PAを高周波数で間欠駆動することにより，剥離せん断層における乱流への遷移が促進され，ピッチアップ時の動的失速の遅延とピッチダウン時の再付着の促進が実現できた．「間欠駆動：低」では，VG-PAを低周波数で間欠駆動することにより，ピッチダウン時において2次元的な大規模渦構造が生成され，これによりピッチダウン時における揚力の増加と再付着の促進が実現できた．また，「連続駆動」では，ピッチダウン時における再付着の促進が確認できた．本結果より，2021年度におこなった静的翼周り流れにおける剥離制御に加えて，動的翼周り流れにおいても，スパン型プラズマアクチュエータ(SP-PA)を用いた剥離制御と同様の制御効果がVG-PAを用いた制御によって得られることがわかった．