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1.
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
Cover image of 広域送電線網を利用した潜在的風力エネルギー開発のための風速マップ作成
前田 潤滋
研究期間: 2002-2003
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概要: 平均高さ40〜60mの送電鉄塔頂部を利用したNeWMeK風速記録(1993〜03年)に基づいて,風力エネルギー開発のための九州地区の風速分布特性を検討し,以下の所見を得た. 1.1年間平均風速では,九州北西の沿岸部で3.5m/s程度となるが,5m/sを超える地点は少ない.また,本結果はNEDO技術開発による風況マップに比べて,山地部で差異が目立つ. 2.月平均風速及び季節別では,冬季12,1月および春季2,3,4月に平均風速が高いが,台風による強風を除けば,夏から秋にかけての平均風速は小さい.年間平均風速では高風速でも,一年を通じて安定している観測点は希である。 3.10分間平均風速の標準偏差を日平均風速値で除したものを「日平均乱れの強さ」と定義し,長周期的な変動の指標とした.年間平均風速の高い観測点ほど日平均乱れの強さは小さい.また,12,1,2月では日平均乱れが小さく,台風時を除いても夏季は大きい. 4.風向出現率は観測点周辺地形の影響を強く受けるため,観測点毎に値が大きく異なる.一般に沿岸部に比べて九州中部の山間地で風軸上の風向出現率が大きい.北及び西よりの風が主風向となる観測点が多く,西風の場合に風軸上の風向出現率が大きい.主風向に着目した平均風速は全風向を考慮した年平均風速より高い風速を示す傾向がある. 5.風力エネルギー密度分布は,平均風速分布に比べ観測点ごとの値の差が顕著になり,本研究で用いた手法では九州全体の傾向を把握できなかった.NEDO技術開発による風力エネルギー密度マップを比較すると分布傾向が大きく異なる.北よりの風では九州北東部で風力エネルギー密度がやや大きい.東風の場合には熊本・大分両県を中心にした観測点で,南風の場合には九州北部の観測点で,また西風の場合には北九州から大分を中心とした九州北東部の観測点で,風力エネルギー密度が高い傾向が見られる. 続きを見る
2.
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
Cover image of 台風・竜巻等のスーパー突風による建物の風荷重の増大インパクト
前田 潤滋
研究期間: 2010-2012
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概要: 1.突風時に風洞内に発生する圧力勾配に対処するために、圧力孔を物体表面測定点と同じ位置に配列した「ピトー孔アレイ板」を開発し、突風下での物体表面圧力の計測方法を確立した。 2.「ピトー孔アレイ板」を使用して、突風を受ける陸屋根試験体の屋根面と壁面の各部位での表面圧力分布を計測して、表面圧力のオーバーシュート現象をパターン化し、試験体寸法や突風風速特性で構成した新たな無次元パラメータでの分析を完了した。 3.一定風速からの突風生成が可能になるように、突風風洞を調整し、その基本特性を整理した。 4.一定風速からのオーバーシュート風力に関する実験データの収集と整理を行い、無風時からの突風による風力増大現象との比較分析を行った。初期風速が存在する場合は、無風時からの突風に比べてオーバーシュート現象は小さくなるが、突風風速の50%ぐらいまでの初期風速では、無風時からの状況とそれほど差がないことがわかった。 5.これまでの実験結果を数値流体解析法で分析し、流体理論面からの風力増大現象を以下のように解明した。突風が試験体に作用した直後には、ポテンシャル流での圧力場が生成され、引き続いて後流域において定常時より大きな渦が生成され、これに伴う圧力域の大きさがオーバーシュート発生の主因であることを解明した。 6.九州での広域強風観測記録を利用して、構造物にオーバーシュート現象が発生する突風を選出し、台風時と非台風時の突風風速値と風速立ち上がり時間のパターン分析を完了した。 7.実験結果の実構造物への利用のための無次元パラメータの整理分類を行い、突風の立ち上がり状況を考慮した突風表現の定式化を行い、突風による増大風力を受ける構造物の大きさをパラメータに含む無次元表現法を工夫した。この無次元パラメータによって、各サイズ模型の実験結果を一元的に整理できることを示した. 続きを見る
3.
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
Cover image of 局所地形と大気温度層分布形状の相互作用による突風災害発生メカニズム — Outbreak of Hazardous Local Gusts by Interactions of Gradient of Potential Temperature near the Ground with Surrounding Terrain Effect
前田 潤滋 ; MAEDA Junji
研究期間: 2004-2006
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概要: 本研究は、強風時に山稜を超える山麓付近での強風域発生現象について,地表面温度層の分布状態に着目し,周辺地形形状との相互作用がより大きな突風の発生にどのように関わるかをいくつかの観測事例と数値計算で明らかにしたものである。 1.小型風洞の中で接近流温度勾配の生成方法として,風洞床面の冷却ボックスと山稜模型表面の加冷に,ニクロム線を利用した接近流上層部の加熱装置を併用することで,より強い気流の温度勾配の実現を可能にした。 2.2次元山稜模型を超える山麓付近では,温度勾配すなわち大気安定度が強風域発生に強く影響することが風洞実験からわかった。 3.谷筋を有する2次元山稜模型を使った風洞実験を行ったところ,風下山麓部に単純2次元山稜地形とは異なる風速増加域が発生することがわかった。 4.市販の流体解析ソフトを用いて,谷筋山稜模型を超える風速場でのパラメータスタディを行ったところ,強風発生は概ね風洞実験結果に一致した。 5.台風経路から300km離れていたにもかかわらず,2004年の台風0423号による強風被害が集中した佐賀県小城市付近での数値流体シミュレーションを実施したところ,風上側山地(標高1000m)の浅い谷筋が同地域の強風増速に強く影響することが分かった。また,初期条件(風速流入条件)に実際の高層気象データを適用することによって,現場での観測風速データにより近い結果が得られた。 6.しかしながら,高周波成分を含む瞬間風速の再現は現状の数値シミュレーションでは困難であり,最大瞬間風速の予測にはさらなる工夫が必要である。 7.1998年3月に局所的な強風発生が見られた福岡市西部地区について同様の検証をしたところ,周辺地形の影響とともにフルード数1.6程度の大気温度層の影響を考慮した方が,同地域での強い突風の発生を説明できることがわかった。 続きを見る
4.
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
Cover image of 風力発電及び送電拠点の分散マイクログリッド構築の実現
前田 潤滋
研究期間: 2012-2013
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5.
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
Cover image of 強風時大気乱流中での線状構造物に作用する変動風圧力の分布特性に関する研究
前田 潤滋
研究期間: 1983
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6.
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
Cover image of 強風時自然風の地表面付近での乱流構造に関する研究
前田 潤滋
研究期間: 1982
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7.
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
Cover image of 強風時における自然風の乱流構造に関する研究
前田 潤滋
研究期間: 1981
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8.
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
Cover image of 強風時大気乱流下での高層建築物に作用する変動風圧力の分布特性に関する研究
前田 潤滋
研究期間: 1986
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9.
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
Cover image of 地表面付近における強風時自然風の乱流構造の力学的モデルに関する研究
前田 潤滋
研究期間: 1985
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10.
助成・補助金
Kyushu Univ. Production 九州大学成果文献
Cover image of 構造物の耐風性能評価に及ぼす風速の収束域効果に関する実験的研究 — A CONVERGENCE AREA EFFECT OF WIND SPEED TO WIND RESISTANCE PERFORMANCE EVALUATION OF STRUCTURES
前田 潤滋 ; MAEDA Junji
研究期間: 1994-1996
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概要: 90mm×37mmの開口部を鉛直方向に30個,水平方向に10個の計300個配置した成層格子による一様分布風速場と直線勾配を持つ風速場の風速3成分の乱流特性を検討し,以下の点を明かにした.使用した風洞装置は,九州大学工学部建築学科エッフェル型吸込式風洞装置である。なお,測定部断面寸法は1.5m×1.5m,測定位置は格子下流1,500mm,である。 1成層格子の開口部を全開にした状態での平均風速分布 (1)縦成分(平均流方向成分)は一様分布である。実験には風速15m/sを用いた。 (2)鉛直および水平横成分の平均値はほぼゼロの一定分布である。 2成層格子の開口部を全て全開にした状態での乱流特性. (1)縦成分,鉛直および水平横成分の乱れの強さの比は1.0:0.09:0.78となった。 (2)縦成分,鉛直および水平横成分の乱れのスケール比は2:1:1となった。 (3)パワースペクトル形状は、測定断面内壁面付近の15cm以内を除いて,3成分ともほぼ,等方性乱流理論でのカルマンスペクトルに一致する。 3開口部を調整して,直線勾配の風速分布とした状態での平均風速分布 (1)縦成分(平均流方向成分)は測定断面内の中央部1/3の領域内で直線分布の風速勾配を示す。 (2)鉛直および水平横成分の平均値はほぼゼロの一定分布である。 4直線勾配の風速分布とした状態での乱流特性 (1)縦横3成分とも乱れの強さは,直線勾配をしめす。 (2)乱れのスケールは3成分とも一様分布時より大きい。 (3)平均風速の直線勾配範囲の約半分の領域では,3成分とも乱れのスケールは風速値に比例して大きくなるが,縦成分がもっとも顕著である。 (4)乱流スペクトルは,3成分とも縦成分に似た形状を示した。 続きを見る