海洋技術環境学実験法特論

10月2日ハイレートGNSSデータの精度評価講義＆観測駒場IIキャンパス生研Dw503室横田 10月9日同上データ解析駒場IIキャンパス生研Dw503室横田 10月16日休講 10月23日板の座屈挙動の実験と数値解析講義・実験本郷工学部3号館320室柴沼 10月30日休講 11月6日同上実験・解析本郷工学部3号館地下012/013実験室柴沼 11月13日海洋波の長期・短期統計推定、造波実験と計測講義・演習柏環境棟3階講義室早稲田 11月20日同上実験・解析柏環境棟1階172室早稲田 11月27日水槽実験と相似則による船体抵抗の推定講義柏環境棟3階講義室佐藤 12月4日同上実験・解析本郷船型試験水槽佐藤 12月11日波浪中の浮体応答計測講義駒場IIキャンパス生研As 306室林 12月18日同上実験・解析柏生研海洋工学水槽林 2 OctoberAccuracy evaluation of high-rate GNSS dataLecture & Experiment Dw503, IIS (Komaba II)Yokota 9 October(ditto)AnalysisDw503, IIS (Komaba II)Yokota 16 OctoberNo lecture 23 OctoberExperiment and numerical simulation of thin plate bucklingLecture & Experiment Rm320 in Eng. 3rd Bldg. (Hongo)Shibanuma 30 OctoberNo lecture 6 November(ditto)Experiment & AnalysisUnderground Experiment Rm in Eng. 3rd Bldg. (Hongo)Shibanuma 13 NovemberLong term and short term statistics of ocean waves, wave generation and measurement in the wave tankLecture & Analysis#3Lecture Rm in Environ. Studies Bldg. (Kashiwa)Waseda 20 November(ditto)ExperimentRm 172 in Environ. Studies Bldg. (Kashiwa)Waseda 27 NovemberTowing tank experiment and estimation of hull resistance using the similarity lawLecture#3 Lecture Rm in Environ. Studies Bldg. (Kashiwa)Sato 4 December(ditto)Experiment & AnalysisTowing Tank (Hongo)Sato 11 DecemberMeasurement floating body response in WavesLectureRm As306, IIS (Komaba II)Rheem 18 December(ditto)Experiment & AnalysisIIS Ocean Engineering Basin (Kashiwa)Rheem

解析，理論について学ぶ講義と実験解析の演習を行う。 講義：新領域学生用：柏キャンパス環境棟3階講義室、駒場IIキャンパスAs 306室、工学系学生用：本郷キャンパス工学部3号館415室 実験解析：柏キャンパス環境棟1階172室、生産技術研究所柏海洋工学水槽、本郷キャンパス工学部3号館、本郷キャンパス船型試験水槽、駒場IIキャンパス生産技術研究所 We will have lectures on analysis and theory and exercises on experimental analysis. Lecture place: Remote Lecture: #3 Lecture Rm in Environmental Studies Bldg. in Kashiwa Campus and Rm. As306 in Komaba II Campus for Graduate School of Frontier Science. Rm. 415 in the Engineering 3rd Bldg. in Hong Campus for Department of Systems Innovation, Graduate School of Engineering. Experiment & Analysis: Towing Tank and The Engineering 3rd Bldg. in Hongo Campus, Rm 172 in Environmental Studies Bldg. and IIS Ocean Engineering Basin in Kashiwa Campus, IIS in Komaba II Campus

成績は出席とレポート提出による。レポートは各課題のレポートを教員の指示に合わせ、１月末までに送付すること。 Results is evaluated by attend and submit reports. Report of each issue should be sent by the end of January following the instructions.

人数が十名を超える場合は抽選とする。 新領域創成科学研究科の学生は工学系研究科「システム創成学特別演習」の履修はできない。工学系研究科の学生は「海洋技術環境学実験法特論」を履修することは可能であるが、「システム創成学特別演習」との重複履修はできない。 実験日は、移動時間を考慮すること（柏から本郷へ行く場合、金曜３限に他の科目を取ることは事実上不可能）。 服装は、汚れることはないと思われるが、一応「汚れても良いもの」、靴は底が滑らないもの（安全靴、運動靴など）とすること。踵の高いハイヒール等はダメ。 ・If the number of students is more than 10 drawing of lots will be conducted. ・Student of Graduate School of Frontier Sciences cannot take the Graduate School of Engineering "Systems Innovation Tokubetsu Enshu". Students at the Graduate School of Engineering is possible to take the "Ocean Technology Environmental Studies Experimental Method" but cannot take "Systems Innovation Tokubetsu Enshu" at the same time. ・Student should take into account the travel time (if you go from Kashiwa to Hongo, taking the other subjects on Friday 3rd Period is virtually impossible). ・Students wear clothes that are possibly to become dirty and shoes that the bottom does not slip (such as safety shoes or athletic shoes). High heels are not allowed.

＜授業情報＞ 海洋波の長期・短期統計推定、造波実験と計測 風により生成される海洋波の特徴は海域に依存し、局所的および遠方の風況により定まる。座学では、長期的な波浪の確率分布から海洋構造物・船舶の想定使用年数に応じた極大波高・周期を求め、短期統計的な知見に基づきその海象条件における水位の時系列を推定する手法を学ぶ。実験では求めた時系列に応じた造波信号を作成し（造波機の伝達効率を考慮）、造波計測実験を行う。計測した時系列データから水位の分布、周波数スペクトル、有義値など解析を実施する。 ハイレートGNSSデータの精度評価 航空機・UAV（空中）や船舶・AOV（海面）といったプラットフォームからレーザー計測・音響計測を行う場合、機器の連続した精密位置決定が必要となる。1Hzを超えたcm精度のGNSS（GPSやQZSSなどの総称）データの取得には専用の装備・解析手法が用いられる。本実験では、2周波GNSS受信機を用いて位置データを取得し、連続した精密位置の決定とその精度について考察する。 板の座屈挙動の実験と数値解析 自動車、船舶、航空機など、軽量化が求められる構造物の多くでは薄板構造が用いられる。これらの薄板構造では圧縮による座屈が安全設計上の大きな問題となる。本演習では板の座屈理論の概要を学び、実験と有限要素解析による検証と考察を行う。 相似則による船体抵抗の推定 模型船を用いた水槽試験を行い、測定した模型の流体抵抗から相似則を用いて実船の抵抗を予測する。講義では、流体抵抗の種類、バッキンガムのπ定理、フルードの相似則、シェーンヘルの式による摩擦抵抗係数等につき概説する。 波浪中の浮体応答計測 あるシステムに対する操作信号を「入力」、それに応じて変化するシステムの量を「出力」とすると、そのシステムの入力と出力との関係を表したものが伝達関数（Transfer function）である。特に、周期的に変化するシステムの入力に対して、入力周波数ごとの入力と出力との関係を周波数応答関数（Frequency Response Function: FRF）と言う。この実験では波浪中の浮体応答を計測し、浮体の周波数応答関数を求め、浮体の応答特性について考察する。 Long term and short term statistics of ocean waves, wave generation and measurement in the wave tank The wind-generated ocean waves are affected by both local and remote wind fields, and therefore, depend on the geographical location. In the lecture, based on the long-term statistics, the extreme wave condition expected within the life-time of ocean structures and ships will be estimated. From that, a time series of surface elevation will be estimated based on short-term statistics. In the experiment, waves are generated based on the estimated time series considering the transfer function of the wave maker. The measured time series will be analysed to estimate the histogram of the surface elevation, frequency spectrum, and significant values. Accuracy evaluation of high-rate GNSS data Laser and acoustic measurements from platforms such as aircraft/UAV (air) and vessel/AOV (sea level) require continuous precision positioning of the equipment. Dedicated equipment and analysis methods are used to acquire GNSS (generic names such as GPS and QZSS) data with a cm accuracy of over 1 Hz. In this experiment, continuous position data is acquired using a dual-frequency GNSS receiver/antenna, and we discuss its accuracy. Experiment and numerical simulation of thin plate buckling A thin plate structure is employed in many structures, such as automobiles, ships, and aircrafts, for reducing their weights. In these structures, buckling caused by compression is one of the most major problems in the safety design. In this lecture, the outline of buckling theory of a plate is taught. The related experiment and finite element analysis are then conducted as exercises. Towing tank experiment and estimation of hull resistance using the similarity law In the lecture, an estimation method of ship hull resistance is taught, such as the type of flow resistance, the Buckingham π theorem, the similarity law of Froude, friction resistance coefficient according to formula of Schoenherr. Then, a towing tank test using a model ship is conducted to predict the resistance of the actual ship using the similarity law. Measurement floating body response in Waves "Input" an operation signal for a system, when an "output" the amount of system changes accordingly, representation of the relationship between inputs and outputs of that system is the transfer function (Transfer function). In particular, with respect to the input of periodically varying system, the frequency response function of the relationship between the input and output of each input frequency (Frequency Response Function: FRF) say. In this experiment to measure the floating body response in Waves, asked the floating body of the frequency response function, consider the response characteristics of the floating body.