2016 Fiscal Year Annual Research Report
Next generation wave prediction by using drones
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15K14259
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
高木 健 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (90183433)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
和田 良太 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 助教 (20724420)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 波面の予測 / ドローン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多数のドローンをブイとして用い、直接波面の変位を多点計測し、そこで得られた波面の多点時系列を用いて、そこから離れた場所での波面変位を予測する理論の数学的基礎を構築した。その理論を基に作成した数値計算ソフトを用いて数値シミュレーションを実施し、ドローンをブイとして得られた多点の波面変位時系列より観測者のいる地点での波面変位時系列を十分な精度かつ十分未来の予測が可能なことを示した。
このシミュレーション法を用いて、計測場所と観測者間の距離と予測可能時間の関係を求めるダイアグラムを作成し、予測時間と計測場所の指標を与えた。また、ドローンの数と配置についても検討を加え、ドローンが15機程度あれば不規則波の方向波分布が広い場合（方向集中度1の場合）でも波浪警報装置として利用可能な精度で予測が可能なことが分かった。また、もし方向集中度が大きい場合（例えば25程度）の場合にはドローン１機の情報でも十分な精度で予測可能なことも分かった。
ドローンをブイとして使用することの可能性についても調べた。まず、市販の海洋で使用可能なドローンは多少荒っぽい着水をしても破損しないことを確認した。また、このドローンに小型9軸加速度計を搭載し、実海域（東大平塚タワー付近の海面）でジャイロで角度の補正をしながら鉛直方向変位の計測を行い、タワー据え付けの超音波波高計とほぼ同じ波面変位が得られることを確認した。さらに、海上での通信可能性についても調査し、距離700mの場合は0.8mのアンテナ高さで通信が可能なことを確認した。
このようにしてブイとしての機能を確認したドローンを用いて、平塚タワー周辺で波面変位の予測実験を実施した。その結果、この海域では方向集中度が高いため、ドローン1機の情報から、かなり高い精度の波面変位の予測に成功した。
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