報告書番号

N08015

タイトル（和文）

発電用風車の動的応答解析コードの開発

タイトル（英文）

Development of a dynamic response analysis code for wind turbines

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

近年，風力発電導入の機運が高まっている．また，風車の挙動予測に用いられる，種々の設計用解析コードが存在する．しかしながら，これらの多くは設計計算の効率化を目的として，モード重畳法を採用することにより，解析可能な構造系の自由度が制限されている．本研究では，自由度を制限することなく動的応答解析を行い得ることを主目的として，風車の非線形有限要素解析コードを開発した．このコードは，直接積分法を採用し，有限回転および幾何学的非線形性を考慮することにより，ロータの回転運動の模擬を可能としている．本報告には，コードの機能概要と定式化および機能の検証計算結果を示した．開発コードによる計算結果は，既往の文献あるいは既往の風車設計コード「FAST」の結果と概ね一致し，その有効性が確認された．

概要 （英文）

Introduction of wind power generation is growing in recent years. In addition, there are various wind turbine design codes that can be used to estimate wind turbine behavior. However, the number of degrees of freedom that can be modeled by many of the design codes is limited, because the codes adopt a conventional modal approach as a dynamic analysis method in order to execute efficient calculation. In this study, in order to eliminate restriction of the number of degrees of freedom in modeling, we developed an original code for wind turbine dynamic response simulations. The code is based on the finite element method which adopts a direct integration method and it can take geometrical nonlinearity including finite rotation into account for modeling turbine rotation. In this paper, the formulations of the developed code are shown and a few examples of large deformation problems and wind turbine behavior are analyzed to verify the developed code. The results calculated by the developed code are in fairly good agreements with the results obtained in terms of a literature or an existing design code FAST, and the usefulness of the developed code is verified.

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