実海域ビッグデータを活用した波浪荷重予測手法の開発

利用真实海洋大数据开发波浪载荷预测方法

• 批准号: 21H01556
• 负责人: 岡 正義
• 金额: $ 5.74万
• 依托单位: National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01556/
• 关键词: 波浪荷重; 波浪データ; AISデータ; 実船モニタリング; 信頼性解析; 波浪スペクトルデータ; 波浪推算データ; 縦曲げモーメント; 波浪荷重長期予測; 操船影響; 波浪追算スペクトル; ハルモニタリング

全球海域、船長Lが100m以上のワールドワイドを航行するコンテナ船(4,892隻)、オイルタンカー(2,697隻)、バルクキャリア(9,852隻)を対象として、船舶位置データ（AISデータ）及び、風況データを元に推定した波浪データ（波浪推算データ）に基づき、実際に就航する船舶に作用した波浪中縦曲げモーメントの長期予測を行ない、長期最大荷重の統計解析を行なった。統計解析に先駆けて、波浪荷重を推定するための数値計算プログラムを14000TEU型大型コンテナ船の応力モニタリングデータを用いて検証し、目的達成に十分な精度を有することを確認した。統計解析の結果、就航船の縦曲げモーメントは、船舶の荒天回避等の操船影響により、全ての個船において設計標準の波浪発現頻度表を用いた長期予測値を20から50％下回ること，そしてその影響度は大型化に伴って大きくなる傾向にあることを示した．さらに、全就航船の99.9%の船が現行の規則が要求する縦曲げモーメントを下回ることを示した．また、規則要求値に近い大荷重が発生した海域は，コンテナ船及びタンカーは北大西洋が多く，バルクキャリアは相対的にみて北太平洋が多いことをデータ解析により確認した．また、短時間計測に基づいた時間領域波浪推定法を提案し，波向き一定の長波頂不規則波中の船体運動の数値シミュレーションを用いてその有効性を示した．本手法は周波数領域推定法では計測時間が短くなると相対波向きの推定精度が低下する一方で，本時間領域推定法では正確な相対波向き推定が可能であることが分かった．これらの成果により、波浪中での安全運航指針の作成やデータドリブンの合理的設計の実現及び規則開発を実現できる見通しを得た。

Global sea area, ship length L> 100m, ship sailing (4,892), ship size L> 100 m, ship size Long-term prediction and statistical analysis of long-term maximum loads under the action of waves during navigation Statistical analysis, numerical calculation of wave load estimation, verification of wave load estimation, and verification of wave load estimation accuracy of 14000TEU type large ships. The results of statistical analysis show that the long-term prediction value of 20%, 50% and 50% of the wave occurrence frequency table of the design standard for all ships are related to the influence of ship operation such as ship bending, ship weather avoidance, etc. Today, 99.9% of all ships in operation are required by current rules to comply with current regulations. The rules require that heavy loads occur near the sea area and that the North Atlantic Ocean is full of ships and ships. A new method for estimating ship motion in irregular waves with long wave crest is proposed. This method is based on the estimation method of cycle number domain. The estimation accuracy of phase opposite wave direction is low. The estimation method of time domain is correct. The results of this research are as follows: the realization of reasonable design and the development of rules for the safe operation of navigation in the middle of waves are achieved.

项目成果

短時間船体応答計測に基づく時間領域波浪推定

基于短期船体响应测量的时域波浪估计

• 发表时间: 2021
• 期刊: 日本船舶海洋工学会講演会論文集
• 作者: 高見朋希;小森山祐輔;陳曦
• 通讯作者: 陳曦

AISデータに基づく波浪荷重予測 （全球での波浪縦曲げモーメントの最大値と発生海域）

基于AIS数据的波浪载荷预测（全球最大波浪弯矩及其发生海域）

• 发表时间: 2021
• 期刊: 日本船舶海洋工学会講演会論文集
• 作者: 岡正義;馬沖
• 通讯作者: 馬沖