PROJECT
➤ エナジーハーベストスマートブイの開発に関する研究(VTT)
【共同研究】
京セラ株式会社 海洋未来イノベーション機構
【研究概要】
「スマートブイ」の実用化に向けた開発研究を様々な企業と共同で実施している。スマートブイとは多種のセンサを搭載し海況の計測を行い、環境問題や水産業への貢献を目的とした多目的ブイである。 センサ等電子機器への電源供給は潮流発電により賄う。VTTは潮流発電でも流れに対して垂直に軸がついているVTT(Vertical Tidal Turbine)を使用して、発電を行う。VTTを私用するメリットとして高起動性で、構造が簡易であることが挙げられる。タービンは本研究室で実績のあるVKI多目的最適化を用いて設計している。設計後は回流水槽で実験を行い、最適化されたタービン性能を評価し数値流体解析の妥当性を検証する。最終的には試作したブイを用いて五島にある実証フィールドで実験を行う。
京セラ株式会社 海洋未来イノベーション機構
【研究概要】
「スマートブイ」の実用化に向けた開発研究を様々な企業と共同で実施している。スマートブイとは多種のセンサを搭載し海況の計測を行い、環境問題や水産業への貢献を目的とした多目的ブイである。 センサ等電子機器への電源供給は潮流発電により賄う。VTTは潮流発電でも流れに対して垂直に軸がついているVTT(Vertical Tidal Turbine)を使用して、発電を行う。VTTを私用するメリットとして高起動性で、構造が簡易であることが挙げられる。タービンは本研究室で実績のあるVKI多目的最適化を用いて設計している。設計後は回流水槽で実験を行い、最適化されたタービン性能を評価し数値流体解析の妥当性を検証する。最終的には試作したブイを用いて五島にある実証フィールドで実験を行う。
➤ エナジーハーベストスマートブイの開発に関する研究(SLTT)
【共同研究】
京セラ株式会社 海洋未来イノベーション機構
【研究概要】
VTTと同様に上記のスマートブイに流れに対して軸が水平についているSLTT(Small Lens type Tidal Turbine)を使用して、発電を行う。このタービンの周りにはシュラウドがついており、シュラウドによって渦ができ出入口に圧力差が生じ、タービン内の流速が加速されるように設計されている。 SLTTのメリットとしては高効率であることが挙げられる。タービン及びシュラウドは本研究室で実績のあるVKI多目的最適化を用いて設計している。設計後は回流水槽で実験を行い、最適化されたタービン性能を評価し数値流体解析の妥当性を検証する。最終的には試作したブイを用いて五島にある実証フィールドで実験を行う。
京セラ株式会社 海洋未来イノベーション機構
【研究概要】
VTTと同様に上記のスマートブイに流れに対して軸が水平についているSLTT(Small Lens type Tidal Turbine)を使用して、発電を行う。このタービンの周りにはシュラウドがついており、シュラウドによって渦ができ出入口に圧力差が生じ、タービン内の流速が加速されるように設計されている。 SLTTのメリットとしては高効率であることが挙げられる。タービン及びシュラウドは本研究室で実績のあるVKI多目的最適化を用いて設計している。設計後は回流水槽で実験を行い、最適化されたタービン性能を評価し数値流体解析の妥当性を検証する。最終的には試作したブイを用いて五島にある実証フィールドで実験を行う。
➤ 潮流発電タービンの開発に関する研究 (Water Lens Turbine)
【共同研究】
海洋未来イノベーション機構
【研究概要】
再生可能エネルギー資源として高い可能性を秘めている潮流発電において， 高効率のシュラウド付き風車（風レンズタービン）の技術を応用したウォーターレンズタービンの開発を行っている。 現在、対馬の万関瀬戸で実証を検討している。タービンおよびシュラウドケーシングの設計には， 最適化システムのグローバルサーチを適用し， 広い運転範囲を持つタービンの最適形状を提案した後，ディフューザ効果のメカニズム解明を行う。
海洋未来イノベーション機構
【研究概要】
再生可能エネルギー資源として高い可能性を秘めている潮流発電において， 高効率のシュラウド付き風車（風レンズタービン）の技術を応用したウォーターレンズタービンの開発を行っている。 現在、対馬の万関瀬戸で実証を検討している。タービンおよびシュラウドケーシングの設計には， 最適化システムのグローバルサーチを適用し， 広い運転範囲を持つタービンの最適形状を提案した後，ディフューザ効果のメカニズム解明を行う。
➤ 潮流シミュレーションを用いたビジネスモデル構築に関する研究
【共同研究】
九電みらいエナジー(KME)
【研究概要】
海洋再生可能エネルギーである潮流発電は、一定の規則性を持った潮汐力により、年間を通じて安定で、予測可能な発電方式である。長崎県五島市奈留瀬戸沖にて、潮流発電技術実用化推進事業が実施されたが、正式な実用化には至っていない。そこで本研究では、潮流シミュレーションを用いたパワーポテンシャルマップの作成を行い、我が国に適した潮流発電技術実用化の達成及びビジネスモデルを構築に関する研究を行っている。
九電みらいエナジー(KME)
【研究概要】
海洋再生可能エネルギーである潮流発電は、一定の規則性を持った潮汐力により、年間を通じて安定で、予測可能な発電方式である。長崎県五島市奈留瀬戸沖にて、潮流発電技術実用化推進事業が実施されたが、正式な実用化には至っていない。そこで本研究では、潮流シミュレーションを用いたパワーポテンシャルマップの作成を行い、我が国に適した潮流発電技術実用化の達成及びビジネスモデルを構築に関する研究を行っている。
➤ 次世代航空機向け遷音速遠心圧縮機の開発に関する研究
【共同研究】
川崎重工株式会社(KHI)
【研究概要】
航空機の空調システムは温度調整だけでなく、機内の与圧を担うため、乗員・乗客の生命に係る重要なシステムである。しかし、現在の空調システムはエンジン高圧圧縮機から抽出した空気を減圧して用いられるためエネルギーロスが大きく燃費を悪化させている。そこで航空機の燃費改善のために空調システム用に新たな圧縮機を設ける方法が考えられておりその遠心圧縮機の高効率化、運転流量範囲拡大に関して本研究室では多目的最適化設計手法を用い研究を行っている。
川崎重工株式会社(KHI)
【研究概要】
航空機の空調システムは温度調整だけでなく、機内の与圧を担うため、乗員・乗客の生命に係る重要なシステムである。しかし、現在の空調システムはエンジン高圧圧縮機から抽出した空気を減圧して用いられるためエネルギーロスが大きく燃費を悪化させている。そこで航空機の燃費改善のために空調システム用に新たな圧縮機を設ける方法が考えられておりその遠心圧縮機の高効率化、運転流量範囲拡大に関して本研究室では多目的最適化設計手法を用い研究を行っている。
➤ VGSターボチャージャーの多目的最適化に関する研究
【共同研究】
株式会社IHI
【研究概要】
世界各国で自動車の排気ガス規制が敷かれ、エンジンのエネルギー効率の改善が急務となっている。これに対応するために、エンジンの排気ガスのエネルギーを回収し、エンジンの出力向上を促すターボチャージャーが挙げられる。 その中でも、タービン部に可変ノズル翼を設けることで、ノズル翼の開度変更により幅広い流量範囲に対応可能なVGS(VGS：Variable Geometry System)ターボチャージャーについて多目的最適化を用いて、タービン効率改善が得られる最適化形状の探索を行っている。
株式会社IHI
【研究概要】
世界各国で自動車の排気ガス規制が敷かれ、エンジンのエネルギー効率の改善が急務となっている。これに対応するために、エンジンの排気ガスのエネルギーを回収し、エンジンの出力向上を促すターボチャージャーが挙げられる。 その中でも、タービン部に可変ノズル翼を設けることで、ノズル翼の開度変更により幅広い流量範囲に対応可能なVGS(VGS：Variable Geometry System)ターボチャージャーについて多目的最適化を用いて、タービン効率改善が得られる最適化形状の探索を行っている。
➤ ターボチャージャー用排気タービンの多目的最適化に関する研究
【共同研究】
株式会社IHI
【研究概要】
車両過給機を取り巻く環境として大幅なCO2削減が問題であり、それを実現するための課題としてエネルギー効率の改善や軽量化があげられる。 車両過給機用ターボチャージャーには仕様や性能、コストに合わせて様々な過給システムが存在するなかで、流入口を二つ持つツインスクロールタービンについて多目的最適化システムを用いてより高タービン出力を得られる最適化形状の探索を行っている。
株式会社IHI
【研究概要】
車両過給機を取り巻く環境として大幅なCO2削減が問題であり、それを実現するための課題としてエネルギー効率の改善や軽量化があげられる。 車両過給機用ターボチャージャーには仕様や性能、コストに合わせて様々な過給システムが存在するなかで、流入口を二つ持つツインスクロールタービンについて多目的最適化システムを用いてより高タービン出力を得られる最適化形状の探索を行っている。
➤ ターボチャージャー用小弦節比翼列ディフューザーの多目的最適化に関する研究
【共同研究】
株式会社IHI
【研究概要】
遠心圧縮機でのディフューザに取り付ける小弦節比翼ディフューザの設計に取り組んでいる。現在ターボ機械は私たちの生活に欠かせない機械であり省エネルギー化が必須の事項である。遠心圧縮機はターボ機械の一種であり，要求事項として高圧力比化と運転流量範囲の拡大が挙げられる。しかし、この２つはトレードオフの関係にあたる。 そこで本研究では、トレードオフの関係にある両者を満足するために小弦節比翼列ディフューザの形状をVKI多目的最適化を用いて形状の探索を行っている。
株式会社IHI
【研究概要】
遠心圧縮機でのディフューザに取り付ける小弦節比翼ディフューザの設計に取り組んでいる。現在ターボ機械は私たちの生活に欠かせない機械であり省エネルギー化が必須の事項である。遠心圧縮機はターボ機械の一種であり，要求事項として高圧力比化と運転流量範囲の拡大が挙げられる。しかし、この２つはトレードオフの関係にあたる。 そこで本研究では、トレードオフの関係にある両者を満足するために小弦節比翼列ディフューザの形状をVKI多目的最適化を用いて形状の探索を行っている。
➤ VDの多目的最適化に関する研究
【共同研究】
株式会社IHI
【研究概要】
燃料電池車における電動ターボチャージャは，高圧力の空気を燃料電池内に供給し水素との化学反応を促進させる。 ターボチャージャ内で空気を圧縮するディフューザには，設計点においては，より高い圧力比，効率，非設計点においてはより広い運転範囲というトレードオフの関係にある性能が求められる。 このれらの性能の同時向上を狙い，VKI多目的最適化による最適化形状の探索を行っている。
株式会社IHI
【研究概要】
燃料電池車における電動ターボチャージャは，高圧力の空気を燃料電池内に供給し水素との化学反応を促進させる。 ターボチャージャ内で空気を圧縮するディフューザには，設計点においては，より高い圧力比，効率，非設計点においてはより広い運転範囲というトレードオフの関係にある性能が求められる。 このれらの性能の同時向上を狙い，VKI多目的最適化による最適化形状の探索を行っている。
➤ 遠心ポンプの多目的最適化に関する研究
【共同研究】
株式会社酉島製作所
【研究概要】
ポンプは産業用から実生活まで幅広い用途で用いられている。一方で、ポンプは消費電力が高いという問題を抱えており、日本の年間消費電力の約28％を占めている。そのため、ポンプのエネルギー消費量の改善が必要であり、高効率及び広い運転流量範囲で安定的な運転が可能なポンプの設計が求められている。 そこで、効率を損ねることなく安定的な運転が可能なポンプの設計を多目的最適化手法を用いて行っている。
株式会社酉島製作所
【研究概要】
ポンプは産業用から実生活まで幅広い用途で用いられている。一方で、ポンプは消費電力が高いという問題を抱えており、日本の年間消費電力の約28％を占めている。そのため、ポンプのエネルギー消費量の改善が必要であり、高効率及び広い運転流量範囲で安定的な運転が可能なポンプの設計が求められている。 そこで、効率を損ねることなく安定的な運転が可能なポンプの設計を多目的最適化手法を用いて行っている。
➤ 発電機用軸流ファンの多目的最適化に関する研究
【共同研究】
東芝三菱電気産業システム株式会社
【研究概要】
プラントや工場などを稼働するための電力を発電する産業用大型タービン発電機は，安全かつ効率的なエネルギー生産を，長い期間にわたって行えることが重要である．安定した稼働を実現するためには，発電機内部の回転子および固定子の冷却が必須であるため，内部に冷却用の軸流ファンが搭載されている．そこで本研究室では，冷却効率を上昇による安定稼働を促すために，高風量を実現する軸流ファンの形状を，多目的最適化設計手法を用い設計する研究を行っている．
東芝三菱電気産業システム株式会社
【研究概要】
プラントや工場などを稼働するための電力を発電する産業用大型タービン発電機は，安全かつ効率的なエネルギー生産を，長い期間にわたって行えることが重要である．安定した稼働を実現するためには，発電機内部の回転子および固定子の冷却が必須であるため，内部に冷却用の軸流ファンが搭載されている．そこで本研究室では，冷却効率を上昇による安定稼働を促すために，高風量を実現する軸流ファンの形状を，多目的最適化設計手法を用い設計する研究を行っている．