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  • 欢迎来到九州大学应用力学研究所(RIAM)风工程科。我们的研究方向包括与风环境相关的流体动力学问题，如复杂地形和城市冠层的气流，风力对建筑物和构筑物的影响，风能作为清洁和可再生能源。作为可再生能源研究的一部分，我们开发了一种名为“风透镜”的新型风力涡轮机技术。近年来，风透镜涡轮的发展进入了一个新的阶段，它由两个主要部分组成。它们是将风透镜的应用扩大到中、大型风力涡轮机和利用风透镜涡轮机作为未来海上能源农场的核心部分。
产品组合

  • 研究

  • 风工程部分主要研究大气边界层湍流、局部地形风系统预测、钝体气动特性、新型风力发电机系统开发、风工程计算流体动力学等方面的问题。作为我们研究的工具，我们使用了各种风工程设施，包括边界层风洞、热分层风洞和水箱。

  • “风镜头”

  • 风力功率与风速的三次方成正比。如果我们可以利用结构周围的流体动力学特性，通过某种机制来增加风速，也就是说，如果我们可以在局部捕获和集中风能，风力涡轮机的输出功率就可以大幅提高。在九州大学的风能部门，开发了一种新的高效风力涡轮机系统。该系统在其转子的圆周处有一个扩散罩，以体现风能的集中。扩散罩现在被命名为“风透镜”。为了将风透镜结构应用于更大尺寸的涡轮机，我们开发了一种紧凑的集加速装置。有几个正在进行的项目涉及到风透镜涡轮机。

    • 风能和新型风力发电系统的开发

    • 为了提高清洁可再生能源的份额，我们一直在开发一种新的有效的风力发电集中系统。这项技术被命名为“风透镜”。与具有相同转子半径的传统风力机相比，风透镜可将风力机输出功率提高2 ~ 3倍。本研究也是新一代近海发电厂的一部分。

    • 风镜头是如何工作的?

    • 由扩散器和风透镜边缘产生的强涡在涡轮后面产生低压区。这增加的压力差，帮助风流入更多的风透镜。

  • Wind Lens的下一阶段开发

  • 由于风透镜风力涡轮机上的风载荷比典型的风力涡轮机更大，因此将风透镜应用于更大尺寸的风力涡轮机面临结构上的挑战。作为下一代风透镜涡轮机发展的一部分，两台中型(100千瓦，风速12米/秒)风透镜涡轮机目前已经在九州大学伊藤校区建造。这个版本的涡轮机有更大的结构尺寸比我们的5千瓦涡轮机。100千瓦涡轮转子直径12.8米，扩压器直径15.4米，整个结构离地34米。该项目是正在进行的近海能源农场项目的重要里程碑。海上风电场建设第一阶段已经开始。最近进行了一组水箱实验，为不久的将来在博大湾(hakata bay)的漂浮结构上建造离岸风力发电场做准备(漂浮直径18米，配有一对5千瓦的风透镜(wind - lens)涡轮机)。我们正准备最早在2011年秋季动工。这个计划引导我们进入风力发电场的第二阶段发展，它包括更大的浮动结构(直径60米，带有一对100千瓦的风透镜涡轮机)。计划的地点是福冈源溪那达海。

  • 热门研究课题

    • 大气边界层湍流结构和输运特征

    • 我们试图找出湍流大气边界层内动量、热量和组分交换和输运过程的特征。大量的数值模拟和物理模拟如大型风洞实验一样进行。

    • 钝体气动特性与颤振现象

    • 放置在大气边界层中的非流线型(钝体)体周围的空气流动行为是非常有趣的。我们的目标是建立绕钝体流动的一般解释。此外，流动中的物体经常振动。有时振荡的振幅会自然增大，造成严重的破坏。这叫做“颤振”。研究了颤振发生的机理和有效的预防措施。

    • 局部地形特征上的风系统预测(RIAM-COMPACT软件包)

    • 我们通过风洞实验和开展各种野外工作，研究建筑物上方和周围、小型地形、复杂地形和城市冠层上方的空气流动，以建立有效的预测微观和局部风条件的方法。近年来在流体动力学中得到迅速发展的数值方法也是我们解决这些问题的有力工具之一。

    • 大气与海洋之间动量、热量和成分的交换过程

    • 改进测定大气与海洋间二氧化碳交换量的气象方法(包括涡旋相关法、梯度法气动技术和体法)也是我们的研究课题之一。同时，我们试图找出当地气候与二氧化碳交换量之间的关系。