翼の失速制御に及ぼす簡易デバイスの効果

摘要

エネルギー問題に関する議論が世界的な高まりを見せるなか，風力発電システムへ注目が集まっている．現状においては，変動風に対する安定性の向上やさらなる高出力化が求められており，システム全体の効率向上はもとより，流体力学的な観点からは風車翼周りの流れを制御し，失速抑制や揚力係数の増大を図ることが重要な課題といえる．現在，実用化されている風力発電機には，翼直径が120m 程度の大型風車があり，そのため構造上風車の根元付近では，風車翼に厚み比の大きい厚翼が用いられ，先端付近では厚み比の小さい薄翼が用いられている．実際の風車翼には，風車に向かってくる風の速度と風車の回転による速度によって迎え角が生じる．この迎え角が増加すると，風車翼の表面から流れが剥離することにより，揚力が低下し，抗力が増加する失速という現象が発生する．前報までに，翼前方に円柱棒を単独で設置することにより，失速抑制が可能であることを示した．そこで本研究では，実際に円柱棒を翼に実装することを想定し，それが失速時における翼面上の流動状態に及ぼす影響を実験的に評価した．