JP5224691B2 - 風況測定システム及び風況測定方法 - Google Patents
風況測定システム及び風況測定方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5224691B2 JP5224691B2 JP2007004821A JP2007004821A JP5224691B2 JP 5224691 B2 JP5224691 B2 JP 5224691B2 JP 2007004821 A JP2007004821 A JP 2007004821A JP 2007004821 A JP2007004821 A JP 2007004821A JP 5224691 B2 JP5224691 B2 JP 5224691B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wind
- measurement
- cable body
- rope
- wind condition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
Description
新エネルギー・産業総合開発機構 新エネルギー導入促進部、「風況精査マニュアル(概要版)」、[online]、平成9年12月、p.17-20、[平成18年11月28日検索]、インターネットよりPDFファイルをダウンロード<http://www.nedo.go.jp/database/newlist/best100_h16.html>
一端が地表面に固定され、他端に浮遊体が接続されて鉛直上方に伸張される第1の索体と、
一端が前記第1の索体の上部近傍に接続され、前記第1の索体と所定角度をなすように伸張されてその他端が地表面に固定される第2の索体と、
一端が前記第1の索体の上部近傍に接続され、前記第1及び第2の索体と同一平面に配置するように、前記第1の索体に対して前記第2の索体が設けられる側とは逆側に伸張されてその他端が地表面に固定される第3の索体と、
前記第1乃至第3の索体のそれぞれに作用する張力を測定する張力測定装置と、
前記第1の索体の鉛直方向に対する傾斜角を測定する傾斜角測定装置とを備えることを特徴とする。
前記算出装置は、前記浮遊体の浮力Ffと、前記浮遊体自身の重力mgと、前記第1の索体と前記第2の索体とのなす角θ1と、前記第1の索体と前記第3の索体とのなす角θ2とを入力する既知パラメータ入力手段と、
前記張力測定装置によって測定される前記第1乃至第3の索体のそれぞれに作用する張力T1〜T3と、前記傾斜角測定装置によって測定される前記傾斜角αとを入力する測定パラメータ入力手段と、
前記既知パラメータ入力手段及び前記測定パラメータ入力手段により入力されたFf、mg、θ1、θ2、T1〜T3、αを記録するパラメータ記録手段と、
鉛直上向きをZ軸方向とし、
前記Z軸方向と直交し、前記第1及び第2の索体を含む平面と並行である方向をX軸方向とし、
前記Z軸方向及び前記Y軸方向と直交する方向をY軸方向とし、
前記傾斜角測定装置によって測定される前記傾斜角αが、前記Y軸の正方向に傾くときは正の角度とし、前記Y軸の負方向に傾くときは負の角度とした場合に、
前記第1乃至第3の索体のそれぞれに作用する張力T1〜T3のX〜Z座標成分であるT1X、T2X、T3X、T1Y、T2Y、T3Y、T1Z、T2Z、T3Zを、前記パラメータ記録手段に記録されたT1〜T3、θ1、θ2、αを用いて、
T1X=0、T2X=−|T2|sinθ1、T3X=|T3|sinθ2、
T1Y=−|T1|sinα、T2Y=−|T2|cosθ1sinα、T3Y=−|T3|cosθ2sinα、
T1Z=−|T1|cosα、T2Z=−|T2|cosθ1cosα、T3Z=−|T3|cosθ2cosα、
により求める張力直交座標成分演算手段と、
前記浮遊体に作用する風力FWの直交座標成分であるFWX、FWY、FWZを、前記張力直交座標成分演算手段により求められたT1X、T2X、T3X、T1Y、T2Y、T3Y、T1Z、T2Z、T3Zと、前記パラメータ記録手段に記録されたFf、mgとを用いて、
FWX=−(T1X+T2X+T3X)、
FWY=−(T1Y+T2Y+T3Y)、
FWZ=−(T1Z+T2Z+T3Z+Ff−mg)、
により求める風力直交座標成分演算手段とを備えることを特徴とする。
図1は、本発明の第一の実施形態に係る風況測定システム10の各構成部を示す斜視図である。なお、風況測定システム10が設置される地表面は水平であり、同図には、風況測定システム10の各構成部の立体的配置等を説明するために、X、Y及びZ軸による直交座標を記載しており、その直交座標系の原点Oは風況測定地点における地表面に位置する。方位と座標軸方向は、北がY軸の正方向、東がX軸の正方向、南がY軸の負方向、西がX軸の負方向となっている。また、本発明において風況とは、具体的にバルーン12に作用する風力、又はその風力に基づいて求められる風向・風速のことをいう。
第2測定ロープ16は、一端が第1測定ロープ14の上部近傍に接続され、第1測定ロープ14と角度θをなすように伸張されて、その他端が地表面のX軸上の点Wに固定される。
第3測定ロープ18は、一端が第1測定ロープ14の上部近傍に接続され、第1測定ロープ14及び第2測定ロープ16と同一平面であるXZ平面に配置するように、第1測定ロープ14に対して第2測定ロープ16が設けられる側とは逆側に、第1測定ロープ14と角度θをなすように伸張されて、その他端が地表面の点Eに固定される。したがって、点Eも点Wと同様にX軸上に配置する。
V=I(Z1+Z2β) ・・・(1)
ただし、Z1は金属棒30のインピーダンス(Ω)、Z2は金属ガイド部品32の角度あたりのインピーダンス(Ω/度)である。
式(1)を変形することで角度βは、次式(2)で示される。
β=(1/Z2)×(V/I−Z1) ・・・(2)
ここで、電圧V、インピーダンスZ1、角度あたりのインピーダンスZ2は既知パラメータであるので、電流Iを電流計38により測定すれば角度βは求まる。
そして、角度βを次式(3)に代入することにより、第1測定ロープ14の鉛直方向に対する傾斜角αが求められる。
α=β−90° ・・・(3)
ただし、傾斜角αは、第1測定ロープ14が北側に傾いた場合は正の角度、南側に傾いた場合は負の角度を示す。
図3に示すように、例えば、バルーン12の移動範囲を範囲G−G’内になるように制限する場合、地表面位置N及びSに設置されるリール式補助ロープ収納器24の補助ロープ26の長さをそれぞれ長さG’N及び長さGSに設定して、それぞれの補助ロープ26の一端を第1測定ロープ14の上部近傍に接続する。これにより、第1〜第3の測定ロープ14〜18がG−G’の範囲外に傾こうとすると、補助ロープ26が延長されなくなって、第1〜第3の測定ロープ14〜18がそれ以上傾くのを制止することになるので、周辺物体との接触から回避する。なお、リール式補助ロープ収納器24は、バルーン12の移動に影響を与えず、かつ補助ロープ26を弛ませない程度にロープの出し入れを行う。
図4に示すように、風況測定システム10の各測定ロープに作用する張力、又は第1測定ロープ14の傾きは、北風、東風、南風、西風、領域1〜4の風向によって分類される。
T1=−F1、T2=−F2、T3=−F3 ・・・(4)
したがって、圧力センサ20によって測定される張力F1〜F3は常に正の値なので、バルーン12側に作用する張力の絶対値|T1|、|T2|、|T3|としてメモリ54に記録される。
このように、風力ベクトルFWを算出時には、メモリ54にはFf、mg、θ、D、|T1|〜|T3|、αが記録されていることになる。
図9に示すように、算出装置23による算出手順は、風力ベクトルFWを求めるステップS10及びS20と、風向・風速を求めるステップS30とからなる。
T1X=0、T2X=−|T2|sinθ、T3X=|T3|sinθ ・・・(5)
T1Y=−|T1|sinα、T2Y=−|T2|cosθsinα、T3Y=−|T3|cosθsinα ・・・(6)
T1Z=−|T1|cosα、T2Z=−|T2|cosθcosα、T3Z=−|T3|cosθcosα ・・・(7)
こうして求められた張力直交成分パラメータはメモリ54に記録される(図8参照)。
T1X+T2X+T3X+FWX=0 ・・・(8)
T1Y+T2Y+T3Y+FWY=0 ・・・(9)
T1Z+T2Z+T3Z+FWZ+Ff−mg=0 ・・・(10)
したがって、FWX、FWY、FWZは、式(8)〜(10)を変形することにより次式(11)〜(13)にようにして求められる。
FWX=−(T1X+T2X+T3X) ・・・(11)
FWY=−(T1Y+T2Y+T3Y) ・・・(12)
FWZ=−(T1Z+T2Z+T3Z+Ff−mg) ・・・(13)
こうして求められたFWX、FWY、FWZはメモリ54に記録される(図8参照)。
具体的には、メモリ54に記録されたFWX、FWX、FWXと、先に既知パラメータとして記録された定数Dとを、メモリ54から中央演算部56に読み出し、次式(14)にようにして風速FLを求める。
FL=D|FW|1/2=D(FWX 2+FWY 2+FWZ 2)1/4 ・・・(14)
また、風向は、風力ベクトルFWの方向に相当する。
図10は、第二の実施形態に係る、風況測定システム10を斜面に設置した場合における各測定ロープの配置を示し、同図(a)は南から眺めた時の立面図、同図(b)は西から眺めた時の立面図である。なお、第二の実施形態における斜面は、第一の実施形態における地表面の東側を斜度γとして上方へ傾けたものである。また、バルーン12、第1〜第3の測定ロープ14〜18、及び圧力センサ20以外の各構成部は、その記載を省略する。
第1測定ロープ14は、第一の実施形態と同様に、測定する高さと同程度の長さのものを用い、その一端は原点Oで固定される。他端も同様にバルーン12に接続される。
第2測定ロープ16は、一端が第1測定ロープ14の上部近傍に接続され、第1測定ロープ14と角度θをなすように伸張されて、その他端が地表面のX’軸上の点W’に固定される。
第3測定ロープ18は、一端が第1測定ロープ14の上部近傍に接続され、第1測定ロープ14及び第2測定ロープ16と同一平面であるX’Z平面(XZ平面と同様)に配置するように、第1測定ロープ14に対して第2測定ロープ16が設けられる側とは逆側に、第1測定ロープ14と角度θをなすように伸張されて、その他端が地表面の点E’に固定される。したがって、点E’も点W’と同様にX’軸上に配置する。
第三の実施形態は、水平地表面への風況測定システム10の設置に関し、第2測定ロープ16と第1測定ロープ14とのなす角と、第3測定ロープ18と第1測定ロープ14とのなす角とが、異なる角度になるように配置した場合である。
第1測定ロープ14は、第一の実施形態と同様に、測定する高さと同程度の長さのものを用い、その一端は原点Oで固定される。他端も同様にバルーン12に接続される。
第2測定ロープ16は、一端が第1測定ロープ14の上部近傍に接続され、第1測定ロープ14と角度θ1をなすように伸張されて、その他端が地表面のX軸上の点W’’に固定される。
第3測定ロープ18は、一端が第1測定ロープ14の上部近傍に接続され、第1測定ロープ14及び第2測定ロープ16と同一平面であるXZ平面に配置するように、第1測定ロープ14に対して第2測定ロープ16が設けられる側とは逆側に、第1測定ロープ14と角度θ2をなすように伸張されて、その他端が地表面の点E’’に固定される。したがって、点E’’も点W’’と同様にX軸上に配置する。
T1X=0、T2X=−|T2|sinθ1、T3X=|T3|sinθ2 ・・・(15)
T1Y=−|T1|sinα、T2Y=−|T2|cosθ1sinα、T3Y=−|T3|cosθ2sinα ・・・(16)
T1Z=−|T1|cosα、T2Z=−|T2|cosθ1cosα、T3Z=−|T3|cosθ2cosα ・・・(17)
12 バルーン
14 第1測定ロープ
16 第2測定ロープ
18 第3測定ロープ
20 圧力センサ
22 傾斜角測定装置
23 算出装置
50 既知パラメータ入力部
52 測定パラメータ入力部
54 メモリ
56 中央演算部
F1、F2、F3、T1、T2、T3 張力
Ff 浮力
FW 風力ベクトル
Claims (4)
- 風況測定システムであって、
一端が地表面に固定され、他端に浮遊体が接続されて鉛直上方に伸張される第1の索体と、
一端が前記第1の索体の上部近傍に接続され、前記第1の索体と所定角度をなすように伸張されてその他端が地表面に固定される第2の索体と、
一端が前記第1の索体の上部近傍に接続され、前記第1及び第2の索体と同一平面に配置するように、前記第1の索体に対して前記第2の索体が設けられる側とは逆側に伸張されてその他端が地表面に固定される第3の索体と、
前記第1乃至第3の索体のそれぞれに作用する張力を測定する張力測定装置と、
前記第1の索体の鉛直方向に対する傾斜角を測定する傾斜角測定装置とを備えることを特徴とする風況測定システム。 - 請求項1に記載の風況測定システムであって、
前記張力測定装置によって測定された前記第1乃至第3の索体のそれぞれに作用する張力と、前記傾斜角測定装置によって測定された前記第1の索体の鉛直方向に対する傾斜角とに基づいて、前記浮遊体に作用する風力を算出する算出装置を備えることを特徴とする風況測定システム。 - 請求項2に記載の風況測定システムであって、
前記算出装置は、前記浮遊体の浮力Ffと、前記浮遊体自身の重力mgと、前記第1の索体と前記第2の索体とのなす角θ1と、前記第1の索体と前記第3の索体とのなす角θ2とを入力する既知パラメータ入力手段と、
前記張力測定装置によって測定される前記第1乃至第3の索体のそれぞれに作用する張力T1〜T3と、前記傾斜角測定装置によって測定される前記傾斜角αとを入力する測定パラメータ入力手段と、
前記既知パラメータ入力手段及び前記測定パラメータ入力手段により入力されたFf、mg、θ1、θ2、T1〜T3、αを記録するパラメータ記録手段と、
鉛直上向きをZ軸方向とし、
前記Z軸方向と直交し、前記第1及び第2の索体を含む平面と並行である方向をX軸方向とし、
前記Z軸方向及び前記Y軸方向と直交する方向をY軸方向とし、
前記傾斜角測定装置によって測定される前記傾斜角αが、前記Y軸の正方向に傾くときは正の角度とし、前記Y軸の負方向に傾くときは負の角度とした場合に、
前記第1乃至第3の索体のそれぞれに作用する張力T1〜T3のX〜Z座標成分であるT1X、T2X、T3X、T1Y、T2Y、T3Y、T1Z、T2Z、T3Zを、前記パラメータ記録手段に記録されたT1〜T3、θ1、θ2、αを用いて、
T1X=0、T2X=−|T2|sinθ1、T3X=|T3|sinθ2、
T1Y=−|T1|sinα、T2Y=−|T2|cosθ1sinα、T3Y=−|T3|cosθ2sinα、
T1Z=−|T1|cosα、T2Z=−|T2|cosθ1cosα、T3Z=−|T3|cosθ2cosα、
により求める張力直交座標成分演算手段と、
前記浮遊体に作用する風力FWの直交座標成分であるFWX、FWY、FWZを、前記張力直交座標成分演算手段により求められたT1X、T2X、T3X、T1Y、T2Y、T3Y、T1Z、T2Z、T3Zと、前記パラメータ記録手段に記録されたFf、mgとを用いて、
FWX=−(T1X+T2X+T3X)、
FWY=−(T1Y+T2Y+T3Y)、
FWZ=−(T1Z+T2Z+T3Z+Ff−mg)、
により求める風力直交座標成分演算手段とを備えることを特徴とする風況測定システム。 - 風況測定方法であって、
一端が地表面に固定され、他端に浮遊体が接続されて鉛直上方に伸張される第1の索体と、
一端が前記第1の索体の上部近傍に接続され、前記第1の索体と所定角度をなすように伸張されてその他端が地表面に固定される第2の索体と、
一端が前記第1の索体の上部近傍に接続され、前記第1及び第2の索体と同一平面に配置するように、前記第1の索体に対して前記第2の索体が設けられる側とは逆側に伸張されてその他端が地表面に固定される第3の索体と、
を設け、
前記第1乃至第3の索体のそれぞれに作用する張力、及び前記第1の索体の鉛直方向に対する傾斜角を測定することにより風況を測定することを特徴とする風況測定方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007004821A JP5224691B2 (ja) | 2007-01-12 | 2007-01-12 | 風況測定システム及び風況測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007004821A JP5224691B2 (ja) | 2007-01-12 | 2007-01-12 | 風況測定システム及び風況測定方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008170336A JP2008170336A (ja) | 2008-07-24 |
JP5224691B2 true JP5224691B2 (ja) | 2013-07-03 |
Family
ID=39698565
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007004821A Expired - Fee Related JP5224691B2 (ja) | 2007-01-12 | 2007-01-12 | 風況測定システム及び風況測定方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5224691B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101039486B1 (ko) * | 2008-12-29 | 2011-06-08 | 충북대학교 산학협력단 | 부구를 이용한 풍속센서가 구비된 공조장치용 자동 필터 교환장치 |
CN113607972B (zh) * | 2021-06-29 | 2022-11-01 | 中国农业大学 | 一种风速风向同步检测装置与方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04110775A (ja) * | 1990-08-31 | 1992-04-13 | Enplas Corp | 流体の流速及び流れ方向の三次元計測器 |
JP2810815B2 (ja) * | 1991-10-29 | 1998-10-15 | 株式会社フジタ | 風向風速測定装置 |
JPH06148218A (ja) * | 1992-11-12 | 1994-05-27 | Mitsutoyo Corp | 流向・流速計 |
JP4636783B2 (ja) * | 2003-05-26 | 2011-02-23 | 株式会社アイ・エイチ・アイ マリンユナイテッド | 浮体式風況調査方法およびその装置 |
-
2007
- 2007-01-12 JP JP2007004821A patent/JP5224691B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008170336A (ja) | 2008-07-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20160109323A1 (en) | Method for analyzing measured signal in resonance fatigue test and apparatus using the same | |
US7403294B2 (en) | Optical measurement device and method | |
CN107063598B (zh) | 一种复杂结构刚度参数自动化测试平台 | |
JP7346462B2 (ja) | ターゲット物体との関係において複数のトランスデューサの空間的構成を決定する方法 | |
CN106556388A (zh) | 物体运动轨迹的测量装置、测量方法及标定装置 | |
KR20150062238A (ko) | 파랑중부가저항 계측 장치 | |
JP6423686B2 (ja) | 劣化診断支援システムおよび劣化診断支援方法 | |
JP5224691B2 (ja) | 風況測定システム及び風況測定方法 | |
JP2018173359A (ja) | 金属管柱の曲げ試験装置及び方法、金属管柱の自由振動試験装置及び方法 | |
JP2014531577A (ja) | 塔状構造物の傾斜を求める方法 | |
CN111175223B (zh) | 一种绳驱机械臂绳索与过孔摩擦系数标定系统与方法 | |
US20190094043A1 (en) | Measuring device | |
CN109632168A (zh) | 一种基于gps定位系统的超高压架线应力弧垂测量仪及方法 | |
CN106052999B (zh) | 特高压直流复合穿墙套管外表面抗震试验装置及试验方法 | |
Radoičić et al. | Experimental identification of overall structural damping of system | |
CN106226177B (zh) | 特高压直流复合穿墙套管内外抗震试验装置及试验方法 | |
JP2010025761A (ja) | 層間変位計測装置 | |
CN102207435B (zh) | 消除牵引力测试装置水平偏移的方法及其牵引力测试装置 | |
JP2018184710A (ja) | 点検装置 | |
CN205079773U (zh) | 物体运动轨迹的测量装置及标定装置 | |
CN110967522B (zh) | 一种风场梯度的测量方法 | |
CN106052996A (zh) | 特高压直流复合穿墙套管抗震试验装置及试验方法 | |
JP2006194653A (ja) | 電線の弛度測定方法および装置 | |
JP4336264B2 (ja) | 変位計測装置 | |
RU2677942C2 (ru) | Способ обезвешивания и возбуждения колебаний при модальных испытаниях и устройство для его осуществления |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100105 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100310 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120228 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120423 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121002 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121127 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130305 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130312 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5224691 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160322 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160322 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |