回転翼に適合するAMR重合格子を用いた垂直軸型風車周り流れのGPU計算

摘要

風力発電は水平軸型風車が広く用いられているが，近年では騒音が少なく風向きによらず発電可能な垂直軸型の風車の研究も進められている.垂直軸型風車はFig.l のように複数の翼を有しており，風を受けることにより風車中心を軸にして回転する.翼は周回軌道の位置によって風を受ける向きが変化し，上流側で生成された渦は下流側の翼に干渉するという特徴がある.垂直軸型風車の流体解析をするには翼近傍の計算格子を細かく設定するだけでなく風車の後流の影響を受けないように十分離れた場所までの非定常計算を行う必要がある.本研究では回転翼表面および周回軌道周辺の計算格子を細分化し.翼とともに回転する回転座標系の格子と静止座標系の背景格子を重合させたAMR重合格子法を垂直軸型風車周り流れの計算に適用する.風車計算の妥当性の検証として1～3枚翼におけるパワー係数の周速比依存性を調べBetzの理論との比較を行う.