Research press release


Nature Communications

Energy: Snowfall enables a giant natural experiment in turbulent flow



今回、Jiarong Hongたちは、実物大の風力タービン(高さ80メートル、羽根の長さ48メートル)に雪が降っている状況を用いた自然実験を行い、通常のモデル研究よりもかなり大きな、現実に近づけたスケールでの測定を行った。測定は、夜間に行われ、激しく降る雪にライトシート照明を当てて、回転する羽根が生み出す渦流の画像と映像が記録された。その後行われた画像解析では、この実用規模の風力タービンによって発生した乱流が正確に測定された。


Natural snowstorms can be used to improve our understanding of how wind turbines interact with the atmosphere, according to a study in Nature Communications this week. The findings may allow for future improvements in turbine design and wind farm power production.

Models of turbulent flow around wind turbines are normally simulated in laboratory wind tunnels, seeded with small particles, using equipment on a metre-scale. However, flow characteristics can vary with scale and wind turbines are often as tall as city office blocks with blades of a similar span.

Jiarong Hong and colleagues have developed a more realistic way to gain measurements on a much larger scale by using their natural laboratory with snow falling in the wake of a full-scale wind turbine 80m high with blades 48m long. Measurements were taken at night and a light sheet illuminated the heavily-falling snowflakes so that pictures and videos could be recorded of the vortices that developed due to the rotating blades. Image analysis enabled accurate measurements of the turbulence generated by this utility-scale wind turbine.

The turbulent structures in the wake of a turbine can potentially impact both the power production capability of the turbines and the mechanical strain or load on the framework. The research could inform the siting of new wind farms and improve the efficiency and reliability of the turbines.

doi: 10.1038/ncomms5216

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

メールマガジンリストの「Nature 関連誌今週のハイライト」にチェックをいれていただきますと、毎週最新のNature 関連誌のハイライトを皆様にお届けいたします。