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  • 欢迎来到九州大学应用力学研究所(RIAM)风能工程系。我们的研究兴趣包括与风环境相关的流体动力学问题，如在复杂地形和城市冠层上的气流，风力对建筑和结构的影响，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，我们开发了一种新的风力涡轮机技术，称为“风透镜”。近年来，风透镜涡轮机的发展进入了一个新的阶段，它主要由两个部分组成。它们是风镜在大中型风力机中的应用，以及风镜风力机作为未来海上能源农场的核心部分的利用。
产品组合

  • 研究

  • 风工程部分讨论了与大气边界层湍流、局部地形上风系统的预测、钝体的气动特性、新型风力涡轮机系统的开发以及风工程中的计算流体动力学相关的问题。作为研究工具，我们利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”

  • 风力与风速的立方成正比。如果我们可以利用结构周围的流体动力学特性，用某种机制来增加风速，即如果我们可以在局部捕获和集中风能，那么风力涡轮机的输出功率就可以大大增加。在九州大学的风能部分，开发了一种新的高效的风力涡轮机系统。该系统在其转子周围有一个扩散罩，以体现风能的集中。扩散罩现在被命名为“风透镜”。为了将这种风透镜结构应用于更大尺寸的涡轮，我们研制了一种紧凑的集速加速装置。有几个正在进行的项目涉及到风透镜涡轮机。

    • 风能及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”。在相同转子半径的情况下，风透镜可以使风力机的输出功率提高2 ~ 3倍。这项研究也是新一代海上电站的一部分。

    • 风透镜是如何工作的?

    • 扩压器和风透镜边缘产生的强涡旋在涡轮后方产生低压区。这种增加的压差有助于风更多地流入风透镜。

  • 风透镜的下一阶段发展

  • 由于风透镜涡轮机的风载荷比一般的风力涡轮机大，风透镜在更大尺寸的涡轮机上的应用面临结构上的挑战。作为下一代风透镜涡轮机开发的一部分，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。这款涡轮的结构尺寸比我们的5千瓦涡轮大得多。这台100千瓦的涡轮转子直径12.8米，扩压器直径15.4米，整个结构离地面34米高。该项目是海上能源农场项目的重要里程碑。海上风电场开发的第一阶段已经开始。最近进行了一组水箱实验，为不久的将来在博多湾(hakata bay)上建造一座海上风电场做准备(浮子直径18米，配备一对5kW的wind - lens涡轮机)。我们正在为建设做准备，最早可能在2011年秋天。这个计划引导我们进入风电场的第二阶段开发，它包括更大的浮动结构(直径60米，配备一对100kW的wind - lens涡轮机)。计划的地点是福冈的玄海纳田海。

  • 热门研究课题

    • 大气边界层湍流结构和输送特性

    • 我们试图找出发生在湍流大气边界层内的动量、热量和组分的交换和输送过程的特征。在进行大型风洞实验等物理模拟的同时，也进行了大量的数值模拟。

    • 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物体(钝体)周围的空气流动行为是非常有趣的。我们的目的是建立一个关于钝体周围流动的一般解释。而且，物体在流动中经常振动。有时振动的振幅会自然增加，并造成严重的损害。这叫做“颤振”。探讨了颤振发生的机理和有效预防措施。

    • 基于局部地形特征的风系统预测(RIAM-COMPACT软件包)

    • 通过风洞实验和开展各种野外工作，我们研究了建筑、小地形、复杂地形和城市冠层上空和周围的气流，以建立有效的微风和局地风条件预测方法。近年来在流体力学领域迅速发展的数值方法也是我们解决这一问题的有力工具之一。

    • 大气和海洋之间动量、热量和组分的交换过程

    • 改进气象方法确定大气与海洋之间的二氧化碳交换量(包括涡动相关法、梯度法的气动技术和体积法)也是我们的研究课题之一。同时，我们也在试图找出当地气候与二氧化碳交换量之间的关系。