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2013 年度 実績報告書

海難事故原因究明にむけた危険波の再現

研究課題

研究課題/領域番号 25249126
研究機関東京大学

研究代表者

早稲田 卓爾  東京大学, 新領域創成科学研究科, 准教授 (30376488)

研究分担者 谷澤 克治  独立行政法人海上技術安全研究所, 流体性能評価系, 系長 (70373420)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード海難事故 / 船舶工学 / 海洋科学 / 巨大波
研究実績の概要

1.HOSM造波法の確立: 本研究で提案するHOSM造波法は、あらかじめHOSMにより計算を行い、造波信号を作成する。平成25年度では、i)直進Benjamin-Feir不安定波列の造波と検証、ii)不規則方向波造波と検証(線形造波と非線形造波の違い、方向スペクトル計測)を海上技術安全研究所実海域再現水槽にて行い、HOSM造波法の妥当性を確認した。
2.ステレオカメラによる3次元水位計測法の確立:水槽にてステレオカメラによる計測を行うために、i)水面の可視化:浮体マーカーを格子状に並べるマーカーネット法の考案、ii)3次元ステレオ解析プログラムの準備、を行った
3.海難事故時の波浪場の推算:日本近海の海難事故に着目し、事故発生後に現場での波浪場を再現するリロケータブル波浪推算モデルの構築に着手した。
4.観測データの分析と整理:科学研究費補助金若手S(終了)にて、外洋における波浪観測を行ってきた。2009年9月から12月の間では、有義波高6m超の時に、最大波高13mのフリーク波を観測したが、一つのケースは方向スペクトルが狭く、もう一つのケースでは方向スペクトルが広かった。これら観測時のスペクトルから、HOSMによるモンテカルロシミュレーションにより波形を再現し、HOSM造波を行った。
5.危険波に対する船体応答と波浪荷重の計測:弾性模型を新たに設計・製造し、実海域再現水槽で発生させた波浪中における模型実験を実施した。船舶の動揺ならびに波浪荷重の計測実験を実施した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

1.HOSM造波法の確立:海上技術安全研究所実海域再現水槽で海難事故時もしくはフリーク波観測時の波浪場を再現することが最終ゴールであるが、初年度に観測時の波浪場の再現を、1ケースについて実行することが出来た。ただし、詳細な形状の計測などは出来ていず、また、水槽建屋が平成26年2月の大雪で崩壊したため、その後の実験が出来ていない。
2.ステレオカメラによる3次元水位計測法の確立:水面の可視化が大きな課題であったが、多数の浮体マーカーを用いることで解決できることが判った。一方で、ステレオカメラの構成の決定に時間がかかり、研究計画変更(繰り越し)の理由となった。
3.海難事故時の波浪場の推算:おおむね順調である。
4.観測データの分析と整理:過去のデータについては、時系列及び統計値について整理を行った。HOSMを用いた解析では、特に波形の違いについて詳細に検討し、フリーク波の3次元構造など新たな観点での解析が進んだ。
5.危険波に対する船体応答と波浪荷重の計測:当初の予定通り、弾性模型を新たに設計・製造した。実海域再現水槽で発生させた波浪中における模型実験を実施したが、水槽建屋の崩壊のため、平成26年度での実験再開の見込みは無い。

今後の研究の推進方策

1.HOSM造波法の確立:水槽建屋が平成26年2月の大雪で崩壊したため、代替案として、海上技術安全研究所の動揺水槽、東京大学生産技術研究所の海洋工学水槽を用いた実験を平成26年度には実施する。
2.ステレオカメラによる3次元水位計測法の確立:水槽実験ではマーカーによる可視化が可能であるため、引き続きマーカーを用いた可視化実験を、海上技術安全研究所の動揺水槽、東京大学生産技術研究所の海洋工学水槽にて実施する。
3.海難事故時の波浪場の推算:リロケータブル波浪モデルおよびHOSMによる波形再現のモデル開発を継続する。
4.観測データの分析と整理:特に変更なし。
5.危険波に対する船体応答と波浪荷重の計測:平成25年度に制作した弾性模型を用いた実験は、海上技術安全研究所実海域再現水槽建屋の修復後に実施する。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Deep water observations of extreme waves with moored and free GPS buoys2014

    • 著者名/発表者名
      Waseda, T., Sinchi, M., Kiyomatsu, K., Nishida, T., Takahashi, S., Asaumi, S., Kawai, Y., Tamura, H., & Miyazawa, Y.
    • 雑誌名

      Ocean Dynamics

      巻: 9 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1007/s10236-014-0751-4

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Predicting freakish sea state with an operational third-generation wave model2014

    • 著者名/発表者名
      Waseda, T., In, K., Kiyomatsu, K., Tamura, H., Miyazawa, Y., & Iyama, K.
    • 雑誌名

      Natural Hazards and Earth System Science

      巻: 14 ページ: 945-957

    • DOI

      10.5194/nhess-14-945-2014

    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] マーカーネット法による波面形状解析2014

    • 著者名/発表者名
      茂住研人、早稲田卓爾、Chabchoub, A.
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会秋季講演会
    • 発表場所
      長崎ブリックホール
    • 年月日
      2014-11-20 – 2014-11-21
  • [学会発表] 三次元フリーク波の形状・流速に関する非線形性を考慮した数値解析2014

    • 著者名/発表者名
      藤本航、早稲田卓爾、清松啓司
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会秋季講演会
    • 発表場所
      長崎ブリックホール
    • 年月日
      2014-11-20 – 2014-11-21
  • [学会発表] Geometry and Particle Velocity of Three Dimensional Freak Waves Simulated by Higher Order Spectral Method2014

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto, W. and Waseda, T
    • 学会等名
      Waves In Shallow water Environments International Conference
    • 発表場所
      ECMWF, Reading, UK
    • 年月日
      2014-06-08 – 2014-06-12
  • [学会発表] Reproducing freak waves in a fully directional wave basin based on HOSM simulation2014

    • 著者名/発表者名
      Houtani, H., Waseda, T., Fujimoto, W., Kiyomatsu, K. and Tanizawa, K.
    • 学会等名
      Waves In Shallow water Environments International Conference
    • 発表場所
      ECMWF, Reading, UK
    • 年月日
      2014-06-08 – 2014-06-12
  • [学会発表] 任意の波浪スペクトルから発生しうるフリーク波を実験水槽に再現する手法2014

    • 著者名/発表者名
      宝谷英貴、早稲田卓爾、藤本航、茂住研人、谷澤克治
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会春季講演会
    • 発表場所
      仙台国際センター
    • 年月日
      2014-05-26 – 2014-05-27
  • [学会発表] Extreme wave observations in deep ocean, 13th International Workshop on Wave2013

    • 著者名/発表者名
      Waseda, T., K. Kiyomatsu, T. Nishida, W. Fujimoto and M. Shinchi
    • 学会等名
      Hindcasting & Forecasting and 4th Coastal Hazards Symposium
    • 発表場所
      Banff, Alberta, Canada
    • 年月日
      2013-10-27 – 2013-11-01
  • [学会発表] On the Generation of Spatially Periodic Breather in a Wave Tank2013

    • 著者名/発表者名
      21.Waseda, T., Houtani, H., & Tanizawa, K.
    • 学会等名
      ASME 2013 32nd International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering
    • 発表場所
      Nantes, France
    • 年月日
      2013-06-09 – 2013-06-14
  • [学会発表] 波の非線形な時間発達を考慮した新しい造波手法2013

    • 著者名/発表者名
      宝谷英貴、早稲田卓爾、谷澤克治
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会春季講演会
    • 発表場所
      広島国際会議場
    • 年月日
      2013-05-27 – 2013-05-28

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公開日: 2016-06-01  

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