自然の流体エネルギーの開発研究

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本研究では自然エネルギー源として水力、風力および波力を取り上げ、低落差水力発電(水力班)、風力発電(風力班)および波浪発電装置(波力班)の高性能化、実用化を図ることを目的とした。その成果は次の通りである。〔水力班〕低速形貫流水車では、入口ノズルと吸出し管の好適な取付け位置を求め、そのときの最適ランナ室水位を明らかにした。そして、その結果を踏まえた新たな大流量用貫流水車のモデルを設計製作した。一方、ダリウス形水車では、良好な翼形状ならびにその取付け姿勢を明らかにし、翼の性能推定法を検討した。さらに、任意流路形状に適用できる流れの予測法を確立した。〔風力班〕プロペラ風車の安全性を検討するため、動的相似ブレードをもつ横軸風車の変動風中における振動状態を風洞実験にて調べ、ブレードの疲労破壊予測の手掛かりをえた。さらに、中型横軸風車を用いたフィールド実験では、タワーの前方あるいは後方にブレードを設けた場合について、発電運転中のブレードに働く変動応力を明らかにした。また、かんがい用揚貯水システムの検討では、全方位増速風塔内に設けた風車出力に及ぼすディフューザ効果の影響を明らかにするとともに、実際の風況下における発電特性を明らかにした。〔波力班〕アテニュエーター型波力吸収装置では、底板がエネルギ吸収性能の向上に寄与する原因を究明し、三次元流体力を考慮した性能予測法の有効性を確認した。また、この装置の標流力特性についても検討した。一方、ウェルズタービンでは、不規則波においても良好な性能を示すロータの設計法を確立した。また、さらに性能を向上させるための一方法として複葉式ロータの採用を考え、その検討を行なった。