JPH0433376B2 - - Google Patents
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- JPH0433376B2 JPH0433376B2 JP60002156A JP215685A JPH0433376B2 JP H0433376 B2 JPH0433376 B2 JP H0433376B2 JP 60002156 A JP60002156 A JP 60002156A JP 215685 A JP215685 A JP 215685A JP H0433376 B2 JPH0433376 B2 JP H0433376B2
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- Japan
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- wave
- ship
- waves
- spectrum
- frequency
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、航行中の船舶において波浪情報を
定量的に推定する方法のうち、船体運動を利用し
た波浪の推定方法に関するものである。
定量的に推定する方法のうち、船体運動を利用し
た波浪の推定方法に関するものである。
一般に、船舶の航行海域の波が大きくなると、
海難事故が発生し易く、また船速低下がはなはだ
しくなるので、安全運航および経済運航を行なう
ためには正確な波浪の予測を行なうことが重要と
なる。この波浪の予測は航行中の船舶から報告さ
れる現在波浪情報に基づいて行なつている。
海難事故が発生し易く、また船速低下がはなはだ
しくなるので、安全運航および経済運航を行なう
ためには正確な波浪の予測を行なうことが重要と
なる。この波浪の予測は航行中の船舶から報告さ
れる現在波浪情報に基づいて行なつている。
しかしながら、波浪の観測は船舶の航行中に行
なつているために、ほとんど目視によつて行なわ
れているので、経験に頼つていることおよび、個
人差があるため正確な観測が行なえないという欠
点を有していた。
なつているために、ほとんど目視によつて行なわ
れているので、経験に頼つていることおよび、個
人差があるため正確な観測が行なえないという欠
点を有していた。
このような問題を解決するためにこの発明は、
波浪によつて発生する船体運動から得られるデー
タと、既知のデータとから正確な現在波浪情報を
推定するようにしたものである。
波浪によつて発生する船体運動から得られるデー
タと、既知のデータとから正確な現在波浪情報を
推定するようにしたものである。
得られたデータが出会い周波数表示から波周波
数表示に変換され、真の波浪情報が得られる。
数表示に変換され、真の波浪情報が得られる。
第１図はこの発明によつて真の波浪情報を推定
する手順を示すフローチヤートである。先ず、ス
テツプ100に示すように、船体運動が記録される。
この時の船体運動は波浪により誘起されたもので
あり、船上に搭載されたジヤイロ加速度計などで
検出され、データレコーダ等に記録される。一般
に、海洋波は不規則なので、運動および加速度も
不規則に変化するため、時間的に連続した状態、
すなわち時系列として記録する必要がある。な
お、この時の船体運動は次の６種類があり、実際
の計測はこのうちの一部の運動と、いくつかの加
速度について行なう。
する手順を示すフローチヤートである。先ず、ス
テツプ100に示すように、船体運動が記録される。
この時の船体運動は波浪により誘起されたもので
あり、船上に搭載されたジヤイロ加速度計などで
検出され、データレコーダ等に記録される。一般
に、海洋波は不規則なので、運動および加速度も
不規則に変化するため、時間的に連続した状態、
すなわち時系列として記録する必要がある。な
お、この時の船体運動は次の６種類があり、実際
の計測はこのうちの一部の運動と、いくつかの加
速度について行なう。
ａ サージング
船体の前後動。
ｂ スエーイング
船体の左右動。
ｃ ヒービング
船体の上下動。
ｄ ローリング
船体長手方向の軸まわりの揺れ（横揺れ）。
ｅ ピツチング
船体短辺方向の軸まわりの揺れ（縦揺れ）。
ｆ ヨーイング
垂直方向の軸まわりの揺れ（船首揺れ）。
次に、この船体運動の記録に基づいてステツプ
101に示すように船体運動のスペクトラムおよび
クロススペクトラムを求める。
101に示すように船体運動のスペクトラムおよび
クロススペクトラムを求める。
次に、ステツプ102で運動のスペクトラムおよ
びクロススペクトラムを用いて、波スペクトラム
おび方向分布関数を求める。実際の海洋波はあら
ゆる方向からの波が同時に船舶に達すると考えら
れる。なお、方向分布関数を求める必要があるの
は波スペクトラムは方向によつて違つた形状とな
ることによる。ステツプ102で求められたデータ
は出会い周波数表示であるからステツプ103に示
すように、波周波数表示に変換する。ここで、ス
テツプ103の詳細な説明を行なう前に、出会い周
波数表示と、波周波数表示の表示方法の相違につ
いて説明しておく。
びクロススペクトラムを用いて、波スペクトラム
おび方向分布関数を求める。実際の海洋波はあら
ゆる方向からの波が同時に船舶に達すると考えら
れる。なお、方向分布関数を求める必要があるの
は波スペクトラムは方向によつて違つた形状とな
ることによる。ステツプ102で求められたデータ
は出会い周波数表示であるからステツプ103に示
すように、波周波数表示に変換する。ここで、ス
テツプ103の詳細な説明を行なう前に、出会い周
波数表示と、波周波数表示の表示方法の相違につ
いて説明しておく。
第２図に示すように、水面にブイ１を浮かべ、
そのブイ１に水圧センサ２を吊しておくと、ブイ
１が波によつて上下することによつて水圧センサ
２で水圧変化が検出される。今、波が正弦波であ
るとすれば水圧センサ２から次の第(1)式に示す信
号が得られる。
そのブイ１に水圧センサ２を吊しておくと、ブイ
１が波によつて上下することによつて水圧センサ
２で水圧変化が検出される。今、波が正弦波であ
るとすれば水圧センサ２から次の第(1)式に示す信
号が得られる。
Ｚ＝ω2Acosωt ……(1)
但し各記号は次の通りである。
Ｚ：出力信号
Ａ：波の振幅
ω：波の円周波数
第２図のブイ１を矢印で示す波の進行方向また
は逆方向に移動させると第(1)式は第(2)式のように
なる。
は逆方向に移動させると第(1)式は第(2)式のように
なる。
Zm＝ω2 e Acosωet ……(2)
但しωeは出会いの円周波数であり、水圧セン
サ２が波の進行方向に動くときは(3)式、逆方向に
動くときは(4)式のように表わされる。
サ２が波の進行方向に動くときは(3)式、逆方向に
動くときは(4)式のように表わされる。
ωe＝ω−KV ……(3)
ωe＝ω＋KV ……(4)
但しＫは波数、Ｖは移動速度である。
したがつて、移動する物体から波を見た場合、
その移動方向に応じて、波の円周波数は増減す
る。そこで(1)式のように波の真の諸元を用いた表
示を波周波数表示、波の見かけ上の諸元を用いた
表現を出会い周波数表示と呼んでいる。
その移動方向に応じて、波の円周波数は増減す
る。そこで(1)式のように波の真の諸元を用いた表
示を波周波数表示、波の見かけ上の諸元を用いた
表現を出会い周波数表示と呼んでいる。
さて、ステツプ102で求められたデータは船体
運動の記録をもとに求められたデータであるか
ら、出会い周波数表示であり、必要なのは波その
もののデータであるから、波周波数表示に変換す
る必要がある。
運動の記録をもとに求められたデータであるか
ら、出会い周波数表示であり、必要なのは波その
もののデータであるから、波周波数表示に変換す
る必要がある。
今、船舶が波の進行方向に動いている時、出会
い周波数は次のようになる。
い周波数は次のようになる。
ωe＝ω−KV
＝ω−Ｖ／ｇω2 ……(5)
但しｇは重力加速度である。
(5)式は第３図に示すような変化を示し、一種類
のωe0に対して最大３個のωが対応する。したが
つて船体の前方から進行してくる波に対しては、
ωe0とωの対応が一義的に定まるが、船体後方か
ら進行してくる波に対しては、１つのωeに対し
て最大３つのωが対応する。
のωe0に対して最大３個のωが対応する。したが
つて船体の前方から進行してくる波に対しては、
ωe0とωの対応が一義的に定まるが、船体後方か
ら進行してくる波に対しては、１つのωeに対し
て最大３つのωが対応する。
ステツプ102で求められた出会い周波数ωeで表
わしたある方向の波スペクトラムが第４図のよう
に表わされる場合、あるωeに着目し、このωeを
ωe0とすると、波スペクトラムのうちωe0の成分
はＳ（ωe0）の値を持つている。この成分は第３
図に示すように、ω１，ω２，ω３の成分に対応
するが、これらがどのように決まるかは以上のデ
ータではわからない。しかし、第４図に示す出会
い周波数で表示された波スペクトラムに対応し
た、第５図に示すような波周波数で表わされた波
スペクトラムは存在するはずである。
わしたある方向の波スペクトラムが第４図のよう
に表わされる場合、あるωeに着目し、このωeを
ωe0とすると、波スペクトラムのうちωe0の成分
はＳ（ωe0）の値を持つている。この成分は第３
図に示すように、ω１，ω２，ω３の成分に対応
するが、これらがどのように決まるかは以上のデ
ータではわからない。しかし、第４図に示す出会
い周波数で表示された波スペクトラムに対応し
た、第５図に示すような波周波数で表わされた波
スペクトラムは存在するはずである。
ここで、第５図のスペクトラムをPM形とする
と、平均波周波数がわかつていれば、Ｓ（ω１），
Ｓ（ω２），Ｓ（ω３）の比が定まる。すなわち、
Ｓ（ωe0）をＳ（ω１），Ｓ（ω２），Ｓ（ω３）へ配
分する比がわかることになる。
と、平均波周波数がわかつていれば、Ｓ（ω１），
Ｓ（ω２），Ｓ（ω３）の比が定まる。すなわち、
Ｓ（ωe0）をＳ（ω１），Ｓ（ω２），Ｓ（ω３）へ配
分する比がわかることになる。
実際の波が一種類のPM形波スペクトラムで表
わされる場合は少なく、したがつて異なる平均波
周期を有する複数のPM形波スペクトラムの和で
表わすことができるとする。このため、適当な波
周期、例えば４，６，８，10，12秒などの平均波
周期を定めて、これらのそれぞれの平均波周期を
有するPM形波スペクトラムの和で、実際の波ス
ペクトラムを近似する。そして、これらのPM形
波スペクトラムの有義波高は、出会い周波数表示
の波スペクトラムと近似波スペクトラムとの差が
最も小さくなるようにステツプ103で定める。
わされる場合は少なく、したがつて異なる平均波
周期を有する複数のPM形波スペクトラムの和で
表わすことができるとする。このため、適当な波
周期、例えば４，６，８，10，12秒などの平均波
周期を定めて、これらのそれぞれの平均波周期を
有するPM形波スペクトラムの和で、実際の波ス
ペクトラムを近似する。そして、これらのPM形
波スペクトラムの有義波高は、出会い周波数表示
の波スペクトラムと近似波スペクトラムとの差が
最も小さくなるようにステツプ103で定める。
以上説明したようにこの発明は、船体運動から
得られたデータを既知の波周期を有するPM形ス
ペクトラムを用いて波周波数表示に変換したデー
タを得るようにしたものであるから、真の波浪情
報を正確に検出できないという効果を有する。
得られたデータを既知の波周期を有するPM形ス
ペクトラムを用いて波周波数表示に変換したデー
タを得るようにしたものであるから、真の波浪情
報を正確に検出できないという効果を有する。
第１図はこの発明の方法を示すフローチヤー
ト、第２図はブイおよびセンサの位置関係を示す
側面図、第３図は出会いの円周波数と背の円周波
数の関係を示すグラフ、第４図は出会い波のスペ
クトラムを示すグラフ、第５図は波の真のスペク
トラムを示すグラフである。 １……ブイ、２……水圧センサ。
ト、第２図はブイおよびセンサの位置関係を示す
側面図、第３図は出会いの円周波数と背の円周波
数の関係を示すグラフ、第４図は出会い波のスペ
クトラムを示すグラフ、第５図は波の真のスペク
トラムを示すグラフである。 １……ブイ、２……水圧センサ。
Claims (1)
- １ 波浪によつて誘起される船体運動の時系列を
記録し、この記録をもとに船体運動のスペクトラ
ムのデータとクロススペクトラムのデータとを求
め、この求められたデータと既知である船体の応
答関数とから出会い周波数表示の波浪情報を求
め、この波浪情報を既知の波周期を有する数種類
のPM形波スペクトラムを用いて波周波数表示に
変換したデータを求めることを特徴とする船体運
動を利用した波浪の推定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP215685A JPS61161413A (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 船体運動を利用した波浪の推定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP215685A JPS61161413A (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 船体運動を利用した波浪の推定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61161413A JPS61161413A (ja) | 1986-07-22 |
| JPH0433376B2 true JPH0433376B2 (ja) | 1992-06-02 |
Family
ID=11521486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP215685A Granted JPS61161413A (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 船体運動を利用した波浪の推定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61161413A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9053679B2 (en) | 1997-09-03 | 2015-06-09 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor display device correcting system and correcting method of semiconductor display device |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3888671B2 (ja) * | 2001-12-19 | 2007-03-07 | よこはまティーエルオー株式会社 | 波高算出装置、波高算出方法、記録媒体、及び船舶 |
| JP4899176B2 (ja) * | 2005-09-20 | 2012-03-21 | ユニバーサル造船株式会社 | 波浪特性測定方法及びその装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58134750U (ja) * | 1982-03-05 | 1983-09-10 | 三菱重工業株式会社 | 浮体と波との相対運動計測装置 |
-
1985
- 1985-01-11 JP JP215685A patent/JPS61161413A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9053679B2 (en) | 1997-09-03 | 2015-06-09 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor display device correcting system and correcting method of semiconductor display device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61161413A (ja) | 1986-07-22 |
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