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2015 年度 実績報告書

波浪中を航行する船の運動モデルに関する逐次データ同化

研究課題

研究課題/領域番号 25289328
研究機関国立研究開発法人水産総合研究センター

研究代表者

寺田 大介  国立研究開発法人水産総合研究センター, 水産工学研究所, 主任研究員 (80435453)

研究分担者 松田 秋彦  国立研究開発法人水産総合研究センター, 水産工学研究所, 主幹研究員 (10344334)
橋本 博公  神戸大学, 海事科学研究科(研究院), 准教授 (30397731)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード海上安全 / 船舶工学 / 防災
研究実績の概要

本研究の目的は、まず逐次データ同化の方法を用いて波浪中を航行する船の運動モデルに関するヴァリデ-ションならびにパラメータ推定を行い、現在使用している波浪中における船体運動の予測モデルの改良を行うことである。具体的な方法および着目する項目は次の通りである。1)逐次データ同化の方法:粒子フィルタ(北川のモンテカルロ・フィルタ) 2)波浪中における船の運動モデル:向い波中におけるパラメトリック横揺れ予測モデル 3)パラメータ推定:モデルで経験的に与えている項(特に、減衰力係数)および不規則な波強制力。次に、実船動揺(横揺れ)データのみを用いた実海域でのパラメトリック予測システムの開発を試みることである。
このような目的のもと、平成27年度は、平成26年度に開発した規則波中における一自由度モデルに関する逐次データ同化の計算コードを、規則波中における三自由度モデルに拡張した上で平成26年度と同様な検討を行った。数値実験および模型実験に基づく検証の結果、モデル・ヴァリデーションおよびパラメータ推定ともに上手く実現できことが明らかにできた。また、不規則波中における一自由度モデルに関する逐次データ同化の計算コードを開発した。さらに、実船横揺れデータのみを用いた実海域でのパラメトリック予測に関しては、これまでの方法とは異なり、確率分布の時間発展を予測する方法を新たに提案した。模型実験のデータに基づいてその有効性を検証した結果、提案した方法がパラメトリック横揺れの予測に関して有効であることが確認できた。

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

規則波中におけるパラメトリック横揺れ数学モデルのモデル・ヴァリデーションおよびパラメータ推定に関する方法論を確立することができた。また、不規則中におけるパラメトリック横揺れ数学モデルに関する逐次データ同化のための計算コードの開発が実現できた。さらに、実船横揺れデータのみを用いた実海域でのパラメトリック予測に関しては、これまでの方法とは異なり、確率分布の時間発展を予測する方法を新たに提案できた。

今後の研究の推進方策

今年度は、不規則波中における三自由度パラメトリック横揺れ数学モデルのモデル・ヴァリデーションおよびパラメータ推定に関する方法論を確立する。さらに、実船横揺れデータのみを用いた実海域でのパラメトリック予測法と逐次データ同化に基づく数学モデルベースの予測法との融合を試み、実海域におけるパラメトリック横揺れ発生防止に有効な手段を明らかにする。
これらの研究課題を解決するためには種々の困難が生じることが予想されるが、学会発表などを通じて様々な方々からご意見を頂き、解決していく予定である。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] 実船モニタリングデータを用いた船の安全性評価2016

    • 著者名/発表者名
      寺田 大介
    • 雑誌名

      海洋水産エンジニアリング

      巻: 126 ページ: 97, 107

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Estimation of parameters included in nonlinear roll motion equation based on data assimilation procedure2016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Terada, Hirotada Hashimoto and Akihiko Matsuda
    • 雑誌名

      Proc. of the 3rd international Conference on Violent Flows

      巻: non ページ: 1, 5

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Estimation of Parameters in the Linear Stochastic Dynamical System Driven by Colored Noise Sequence2016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Terada, Hirotada Hashimoto and Akihiko Matsuda
    • 雑誌名

      Proc. of the 47th ISCIE International Symposium on Stochastic Systems Theory and Its Applications

      巻: non ページ: 125, 131

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Estimation of parameters in the linear stochastic dynamical system driven by colored noise sequence2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Terada, Hirotada Hashimoto, Akihiko Matsuda
    • 学会等名
      THE 47TH ISCIE INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON STOCHASTIC SYSTEMS THEORY AND ITS APPLICATIONS
    • 発表場所
      Waikiki Beach Marriott Resort & Spa
    • 年月日
      2015-12-05 – 2015-12-08
    • 国際学会
  • [学会発表] 規則向い波中におけるパラメトリック横揺れのデータ同化2015

    • 著者名/発表者名
      寺田大介、橋本博公、松田秋彦
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会
    • 発表場所
      東京大学生産工学研究所
    • 年月日
      2015-11-16 – 2015-11-17
  • [学会発表] Novel statistical prediction on parametric roll resonance by using onboard monitoring data for officers2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Terada, Hirotada Hashimoto and Akihiko Matsuda
    • 学会等名
      Proc. of the 12th International Conference on the Stability of Ships and Ocean Vehicles
    • 発表場所
      Glasgow
    • 年月日
      2015-06-14 – 2015-06-19
    • 国際学会
  • [学会発表] パラメトリック横揺れ予測数学モデルのパラメータ同定法(その3)2015

    • 著者名/発表者名
      寺田大介、橋本博公、松田秋彦
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2015-05-25 – 2015-05-26

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公開日: 2017-01-06  

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