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「波」に含まれる航空力学

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今回は短いですが、波力発電について面白いなと思った特許について(特開2015-203397 by 東京大学)。

波力発電装置の1つである振動水柱形波力発電装置の特許を読んでみました。

発明のポイントは、ウェルズタービンの特性改善でした。この分野の研究は盛んなようですね。

キーワードとして登場したのが「空気流の剥離」です。これは航空力学の「失速」とも関係するようです。

「振動水柱形」は、波の上下運動により発生する空気流によりタービンを回転させて発電する仕組みですが、空気流の流量が増加すると、タービンブレードが失速してしまい、タービン効率が低下するという問題があるようです。(空気流の流量が増加すると、タービンブレードが失速する理由については保留にしました)。

そこで、空気流が剥離しないように、つまり、空気流がタービンブレード付近を通り、タービンを効率よく回転させられるよう、従来のブレードの近くに円弧翼を設け、空気流の通り道を狭めたところ、空気流の剥離を防止できたようです。「空気流が剥離する」は空気流が分散されて、広がってしまうイメージを持ちました。

↓これが従来の課題。ピンクは空気流の剥離を示しています。これは前縁失速というようです。

本発明の内容がこちら。小さな円弧翼(9)を設けることで、空気流(ピンク部分)が剥離していませんね。図3は別の実施例です。

面白いなと思ったのが、波力発電の特許ですが、航空力学が登場していること。これは振動水柱形の場合、タービンに直接波が当たらないので当然といえばそうなのですが、航空力学の概念がこういうところにいきてくるのか、と面白く感じました。よく考えれば・・・空気も「波」ですよね。

物理のビデオ、明日から60を視聴します。

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