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  • 欢迎来到九州大学应用力学研究所(RIAM)风力工程科。主要研究方向包括风环境流体动力学问题，如复杂地形和城市冠层上的气流，风力对建筑物和结构的影响，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，我们开发了一种名为“风透镜”的新型风力涡轮机技术。风力透镜涡轮的发展最近进入了一个新阶段，它由两个主要部分组成。它们是将风透镜应用于大中型风力涡轮机，并将风透镜涡轮机作为未来海上能源农场的核心部分加以利用。
产品组合

  • 研究

  • 风力工程部分主要研究与大气边界层湍流、局部地形上风系统的预测、钝体的气动特性、新型风力发电机系统的开发以及风力工程中的计算流体动力学等相关的问题。作为我们的研究工具，我们利用各种风力工程设施，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。如果我们可以利用建筑物周围的流体动力特性，通过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，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，一种新型高效风力涡轮机系统已经开发出来。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”。为了将这种风透镜结构应用于大型涡轮，我们研制了一种紧凑的集流加速装置。有几个正在进行的项目涉及到风力透镜涡轮机。

    • 开发风能及新型风力发电系统

    • 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。这项研究也是新一代近海发电厂的一部分。

    • 风透镜是如何工作的?

    • 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。这种增加的压差有助于风更多地流入风透镜。

  • 风镜头的下一个发展阶段

  • 由于风力透镜涡轮的风载荷比一般风力涡轮机大，因此风力透镜应用于大尺寸涡轮机面临结构上的挑战。作为下一代风力透镜涡轮机开发的一部分，两台中型(100千瓦，风速12米/秒)风力透镜涡轮机目前已在九州大学伊藤校区建造。这个版本的涡轮机比我们的5kW涡轮机有更大的结构尺寸。100千瓦涡轮转子直径12.8 m，扩压器直径15.4m，整体结构离地高度34 m。该项目是正在进行的海上能源发电场项目的重要里程碑。海上风电场开发第一阶段已经开始。最近已经进行了一组水箱实验，为不久的将来在hakata湾的浮动结构上建造离岸风力发电场做准备(浮子直径18米，配有一对5kW的wind - lens涡轮机)。我们正准备最早在2011年秋季动工。该计划将我们引向风力发电场的第二阶段开发，其中包括更大的浮动结构(直径60米，带有几个100kW的wind - lens涡轮机)。计划地点是福冈源海那田海。

  • 研究热点

    • 大气边界层的湍流结构和输送特征

    • 我们试图找出发生在湍流大气边界层内的动量、热量和成分的交换和输运过程的特征。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。

    • 钝体气动特性及颤振现象

    • 大气边界层中非流线型(钝体)物体周围的空气流动行为非常有趣。我们的目标是建立一个关于绕钝体流动的一般解释。同样，流动中的身体经常振动。有时振荡的振幅自然增大，造成严重的破坏。这被称为“颤振”。研究了颤振的发生机理和有效的预防措施。

    • 本地地形特征上的风系统预测(RIAM-COMPACT包)

    • 我们通过风洞实验和开展各种实地工作，研究了建筑物上空和周围、小地形、复杂地形和城市冠层上空的气流，建立了有效的预测微观和局地风条件的方法。流体力学中近年来发展迅速的数值方法也是我们解决这一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

    • 改进大气与海洋二氧化碳交换量的气象方法(包括涡动相关法、梯度法气动技术和体积法)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。