浮体式洋上風力発電施設における長期係留健全性評価のための摩耗量推定手法の高度化

急深な海に囲まれた我が国において導入が期待される浮体式洋上風力発電では，その定点保持に使用される係留設備が浮体運動に伴い係留鎖が摩耗することが懸念されることから，定期検査の合理化やメンテナンスコストの低減などが課題となっている．本研究では，これらの達成に向け定量的な摩耗量推定手法の高度化を目的としている．本年度は，(1)有限要素（FE）解析による係留鎖間摩耗試験結果の再現手法の確立，(2)摩耗試験では再現困難な転がり運動を考慮したFE解析による長期摩耗解析手法の開発を目的とした．(1)について，係留鎖材料摩耗試験から3Dスキャナーを用いて取得した摩耗形状を考慮してFE解析を実施したが，摩耗形状を再現しても摩耗量を正確に推定できないことが判明した．これは材料試験から得られる摩耗係数の問題や，摩耗量が荷重と摺動距離に単純比例するとした摩耗量推定式の問題が考えられたため，研究計画を一部変更し，係留鎖材料摩耗試験を新たに実施することとした．摩耗量の荷重・摺動距離依存性の解明と，これまで実施できなかった実働荷重に近い条件での摩耗試験を可能とする，摩耗試験機の設計・開発に本年度から取り組み，次年度以降試験を開始予定である．(2)については，摩耗による要素体積の減少が再現可能なMSC. Marcの摩耗解析機能を用いて，摩耗した解析モデルをリメッシングすることで長期摩耗の再現を行った．本年度，この長期摩耗解析では摩耗係数を人為的に増加させることで摩耗を加速させた解析を行ったが，精度検証が未達成の為，次年度以降，上述した係留鎖材料試験との比較検証を実施し，解析条件の最適化やメッシュの仕様等を決定する．

急深な海に囲まれた我が国において導入が期待される浮体式洋上風力発電では，その定点保持に使用される係留設備が浮体運動に伴い係留鎖が摩耗することが懸念されることから，定期検査の合理化やメンテナンスコストの低減などが課題となっている．本研究では，これらの達成に向け定量的な摩耗量推定手法の高度化を目的としている．本年度は，(1)有限要素（FE）解析による係留鎖間摩耗試験結果の再現手法の確立，(2)摩耗試験では再現困難な転がり運動を考慮したFE解析による長期摩耗解析手法の開発を目的とした．(1)について，係留鎖材料摩耗試験から3Dスキャナーを用いて取得した摩耗形状を考慮してFE解析を実施したが，摩耗形状を再現しても摩耗量を正確に推定できないことが判明した．これは材料試験から得られる摩耗係数の問題や，摩耗量が荷重と摺動距離に単純比例するとした摩耗量推定式の問題が考えられたため，研究計画を一部変更し，係留鎖材料摩耗試験を新たに実施することとした．摩耗量の荷重・摺動距離依存性の解明と，これまで実施できなかった実働荷重に近い条件での摩耗試験を可能とする，摩耗試験機の設計・開発に本年度から取り組み，次年度以降試験を開始予定である．(2)については，摩耗による要素体積の減少が再現可能なMSC. Marcの摩耗解析機能を用いて，摩耗した解析モデルをリメッシングすることで長期摩耗の再現を行った．本年度，この長期摩耗解析では摩耗係数を人為的に増加させることで摩耗を加速させた解析を行ったが，精度検証が未達成の為，次年度以降，上述した係留鎖材料試験との比較検証を実施し，解析条件の最適化やメッシュの仕様等を決定する．