Study on wake measurement of wind turbine by particle image velocimetry (PIV) using snowfall

利用降雪粒子图像测速（PIV）测量风力机尾流的研究

• 批准号: 21H01413
• 负责人: 本田 明弘
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Hirosaki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01413/
• 关键词: 風車; 後流; 降雪; 可視化; 粒子画像流速測定法; PIV

2021年度は、以下の項目に関して実施して①当初計画していた現地実験に用いる機材に関する調達、調整、治具などの製作：撮影機材の仕様見直し及び調達は完了。レーザー投光器の調達及び現地での移動を考慮した治具の設計、製作を完了。レーザー投光器からの円筒状の光源を扇形の平面的な光面に変換する方法に関する試作の結果、偏光板を用いる事で調達も実施できた。②現地実験に係る関係者との調整：津軽半島および下北半島における風車の候補を調査し、マイクロ、小型、大型風車の所有者に協力要請を行い了解を得た。ただし、ナセルへの投光器の搭載に関しては風車の安全上の課題があるために、実現可能か否かは継続して議論を進める事とした。搭載が難しいと判断された場合には、タワー頂部付近からの光源照射が可能な代替手段を検討する。③予備実験：降雪が例年よりも遅れたために、現地での予備実験の着手に遅れが生じたが、津軽半島のマイクロ風車（出力：5ｋW)、小型風車（出力：20ｋW)に関して、タワー基部から投光器で照明を照らした予備実験を実施した。その結果、マイクロ風車では地吹雪で地表に降り積もった雪が低高度での密度が高く、更に風車回転速度が速いために、通常の一眼カメラを用いた可視化の対象としては必ずしも適当ではないことが判明した。また、小型風車（出力20ｋW)を対象に同様な予備試験を実施したところ、比較的広い範囲で後流が見える可能性があることがわかった。更に大型風車（出力1.5MW)の風車では、積雪により機材の設置ができない状況も判明した。

In 2021, the following items were implemented: adjustment, adjustment and fixture production of equipment in the original plan and field implementation: the adjustment and adjustment of imaging equipment were completed. The design and manufacture of the fixture for adjusting and positioning the projector are completed. The method of changing the light source of the light projector from a cylindrical light source to a flat surface of a fan is related to the test results and the adjustment of the polarizer in use.② Adjustment of the relationship between the local authorities: Investigation of candidates for windmills in the Tsugaru Peninsula and the Shimokita Peninsula, cooperation between small and large windmills, please find out. The problem of safety of windmills is related to the installation of light-emitting devices. It is difficult to judge whether the light source is close to the top or not. (3) Preparation: snowfall, windmills (output: 5kW), small windmills (output: 20kW), light-emitting devices, etc. The result is that the wind blows on the ground, the snow falls on the ground, the density is high, and the speed of the wind is high. Small windmills (20kW) are the same as those in preparation for the test, and the possibility of comparison is the same. For large windmills (output 1.5MW), the conditions of windmills and equipment installation due to snow accumulation are clearly identified.