Análisis de la dirección de propagación de las olas por medio de correlación.

Procedimiento para la determinación de variables de marejada sobre una embarcación, en el que se registran los ciclos de tiempo

(x(t0,...,t1)) de al menos dos variables del movimiento (x(t)) de la embarcación y en el que a partir de al menos una pareja de ciclos de tiempo (x(t0,...,t1)) se determina (3) al menos un valor de correlación (y0) por medio de correlación cruzada y se utiliza para la determinación (7) de una o varias variables de marejada (ΨWL, Tx,Ty), en el que se realiza una determinación de variables de marejada independientemente de las condiciones meteorológicas.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12172467.

Solicitante: ThyssenKrupp Marine Systems GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: WERFTSTRASSE 112-114 24143 KIEL ALEMANIA.

Inventor/es: DIEKMANN, ANDREAS, ZHENG,Qinghua, DIGNATH,Florian, BAUER,MARKUS, SCHARMACHER,MANUEL.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE DISTANCIAS, NIVELES O RUMBOS; TOPOGRAFIA;... > G01C13/00 (Geodesia especialmente adaptada a aguas abiertas, p. ej. mar, lago, río o  canal (medida del nivel de líquidos G01F))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > BUQUES U OTRAS EMBARCACIONES FLOTANTES; SUS EQUIPOS > BUQUES U OTRAS EMBARCACIONES FLOTANTES; EQUIPAMIENTO... > Métodos de trazado, construcción, mantenimiento,... > B63B9/08 (Determinación de las características del buque en relación a la estabilidad o al equilibrio)

PDF original: ES-2531143_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Análisis de la dirección de propagación de las olas por medio de correlación

La invención se refiere a un procedimiento para la determinación de variables de marejada.

Las variables de la marejada tienen una influencia decisiva sobre la estabilidad del comportamiento de flotación y de navegación. Por ejemplo, con determinadas frecuencias de encuentro de las olas de agua con la embarcación se pueden producir oscilaciones de balanceo excitadas por parámetros. Éstas conducen en el caso de resonancia a ángulos de balanceo muy elevados. Por ejemplo, en el caso de buques de contenedores grandes, se ha informado de más de 20°. Para poder prever con fiabilidad situaciones, que pueden perjudicar la estabilidad de una embarcación es necesario determinar variables de la marejada, como por ejemplo la dirección de las olas y el periodo de las olas.

A tal fin se conoce empelar boyas de olas que flotan libremente, por ejemplo el "Directional Waverider MKIII" del fabricante de los Países Bajos Datawell BV. También se emplean boyas amarradas para la medición de variables de la marejada, por ejemplo en Moored Buoy Programm del US-Department of Commerce, National Oceanic and Atmospheric Administraron. Sin embargo, en el empleo de boyas es un inconveniente que éstas solamente registran las variables de la marejada en pocos lugares, de manera que solamente se pueden deducir con exactitud condicionada aquellas variables de la marejada que ponen en peligro la estabilidad de la embarcación.

Las mejoras utilizan actualmente instalaciones de radar de la embarcación, para registrar variables de la marejada en el lugar de la embarcación propiamente dicha. Sin embargo la calidad de la señal de tales instalaciones de radar depende de las condiciones meteorológicas. Especialmente en el caso de lluvia fuerte o de nevadas, se perjudica la señal del radar y con ello la determinación de variables de la marejada. Además, no existe ninguna relación directa entre la señal de radar redispersada y la variable de la marejada. Además, el montaje de una instalación de radar de este tipo es caro y laborioso.

El documento US 6.382.022 B1 publica un dispositivo y un procedimiento para la medición de variables de la marejada desde una embarcación, en los que están previstos medios, entre otras cosas, para la determinación de alturas de las olas y para la determinación de la posición de la embarcación. También en este sistema es un inconveniente que, por ejemplo, la medición de la altura de las olas depende de las condiciones meteorológicas. Así, por ejemplo, una lluvia fuerte puede incluir en la medición de la altura de las olas.

Por lo tanto, el cometido de la invención es preparar un procedimiento mejorado para la determinación de variables de la marejada. En particular, este procedimiento debe presentar una exactitud alta y debe ser fiable e independiente de las condiciones meteorológicas.

Este cometido se soluciona por medio de un procedimiento con las características indicadas en la reivindicación 1 así como por medio de un procedimiento con las características indicadas en la reivindicación 5. Los desarrollos ventajosos de la invención se deducen a partir de las reivindicaciones dependientes correspondientes de la descripción siguiente y del dibujo.

El procedimiento de acuerdo con la invención sirve para la determinación de variables de la marejada y se realza en una embarcación. En el procedimiento se registran los ciclos de tiempo de al menos dos variables de la marejada. En este caso, a partir de al menos una pareja de ciclos de tiempo se determina al menos un valor de correlación y se utiliza para la determinación de una o varias variables de la marejada.

Con el valor de correlación determinado se puede determinar una relación temporal de los ciclos de tiempo de las al menos dos variables del movimiento. Esta relación de los ciclos de tiempo forma en el procedimiento una medida para la variable de la marejada a determinar o las variables de la marejada a determinar.

Si se produce, por ejemplo, un frente de olas de agua desde estribor sobre un casco de una embarcación, entonces el casco comienza en primer lugar a girar alrededor del eje de guiñada de la embarcación hacia babor. Si dicho frente alcanza a continuación la zona de la embarcación próxima al centro de gravedad, entonces se produce un movimiento de balanceo de la embarcación hacia babor. De esta manera, los ciclos de tiempo del ángulo de guiñada y del ángulo de balanceo están relacionados en el tiempo con una manera característica para la dirección de propagación de las olas de agua. Esta relación temporal representa, por lo tanto, una medida de la dirección de propagación de las olas con relación al rumbo de la embarcación. Si se determina a partir de los ciclos del ángulo de guiñada y del ángulo de balanceo un valor de correlación, se puede cuantificar con éste la relación temporal de los ciclos de tempo del ángulo de guiñada y del ángulo de balanceo. De esta manera, se puede utilizar el valor de correlación para la determinación de la dirección de propagación de las olas con relación al rumbo de la embarcación como variable de la marejada.

En particular, en el procedimiento de acuerdo con la invención, la velocidad de subida de la embarcación y el ángulo de cabeceo de la embarcación forman dos variables del movimiento, cuyos ciclos de tiempo son registrados.

Además, con preferencia, las al menos dos variables del movimiento comprenden la velocidad de subida y la velocidad del ángulo de cabeceo de la embarcación y/o la velocidad del ángulo de guiñada y el ángulo de cabeceo.

Con el procedimiento de acuerdo con la invención se puede realizar la determinación de variables de la marejada en el lugar de la embarcación propiamente dicha. De esta manera, el procedimiento garantiza una determinación de las variables de la marejada que son relevantes para la estabilidad de la embarcación con una exactitud alta. De acuerdo con la invención, se realiza una determinación de variables de la marejada independientemente de las condiciones meteorológicas. Además, en el procedimiento de acuerdo con la invención se pueden determinar todas las variables de la marejada que son relevantes para la estabilidad de la embarcación. El procedimiento de acuerdo con la invención presenta de esta manera todas las ventajas de los procedimientos conocidos a partir del estado de la técnica, pero sin estar sometido a las limitaciones de estos procedimientos. Así, por ejemplo, la determinación de las variables de la marejada se realiza al mismo tiempo Independientemente de las condiciones meteorológicas como en la observación de boyas de olas como también en el lugar de la embarcación como en el caso de utilización de instalaciones de radar a bordo de la embarcación.

Además, en la comparación para la determinación de variables de la marejada por medio de boyas de olas resulta la ventaja de que en la determinación de acuerdo con la Invención sobre el movimiento de la embarcación se pueden registrar y utilizar también movimientos giratorios como especialmente el movimiento de guiñada. Así, por ejemplo, en el caso de una embarcación, son característicos regularmente el movimiento longitudinal y el movimiento transversal. En el caso de boyas de olas es difícil un registro de movimientos giratorios en virtud de su forma la mayoría de las veces redonda. Además, en virtud de esta forma redonda no aparecen la mayoría de las veces movimientos giratorios en las olas de olas.

De manera ventajosa, en el procedimiento de acuerdo con la Invención se registran precisamente aquellas porciones de la marejada, que tienen una influencia esencial sobre la estabilidad de la embarcación. Así, por ejemplo, aquellas... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1.- Procedimiento para la determinación de variables de marejada sobre una embarcación, en el que se registran los

ciclos de tiempo (x(f0,...,f»)) de al menos dos variables del movimiento (x(f)) de la embarcación y en el que a partir de al menos una pareja de ciclos de tiempo se determina (3) al menos un valor de correlación (y0) por medio

de correlación cruzada y se utiliza para la determinación (7) de una o varias variables de marejada ('iV, T,Ty), en el que se realiza una determinación de variables de marejada independientemente de las condiciones meteorológicas.

2.- Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que se registran los ciclos de tiempo (x(f0,...,f»)) de al menos tres variables del movimiento (x(f)) de la embarcación y en el que, respectivamente, a partir de una de varias parejas de ciclos de tiempo (x(t0,...,ti)) se determina (3) al menos un valor de correlación (y0).

3.- Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que a partir de al menos una pareja de ciclos de tiempo (x(f0,...,f»)) se utilizan varios valores de correlación en forma de una función de correlación cruzada.

4.- Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, en el que en función de la curva de la función de correlación cruzada se determina un desplazamiento temporal (St) de los ciclos de tiempo (x(f0,...,f,)) de la pareja entre sí y se utiliza para la determinación (7) de un o varias variables de la marejada ('¥]NL,Tx,Ty).

5.- Procedimiento para la determinación de variables de marejada sobre una embarcación, en particular de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que se registra el ciclo de tiempo de al menos una variable del movimiento {x(t0,..., f<)) y en el que a partir del ciclo de tempo de esta variable del movimiento (x(f0,..., f,)) se determina (2) una función de auto correlación, cuya curva de la función se utiliza para la determinación (4) de una o varias variables de la marejada ('Pwl, Tx, Ty).

6.- Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, en el que en función de la curva de la función de auto correlación se determina un desplazamiento de tiempo del ciclo de tiempo de al menos una variable del movimiento con respecto a sí mismo, y se utiliza.

7.- Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la al menos una variable de la marejada es la dirección de propagación de las olas (Y,.).

8 - Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que la o varias variables de la marejada son la frecuencia de encuentro o la duración de los periodos (Tbeg) del encuentro de la solas de agua con la embarcación y/o una o varias frecuencias propias o duraciones de periodos (Tx,Ty,Tt,,T@) del movimiento propio de la embarcación en la marejada.

9.- Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que se determina un desplazamiento temporal (8t) de los ciclos de tiempo (x(f0,---,fí))de una pareja en función de la o bien de las frecuencias propias de la embarcación en la marejada y/o de la frecuencia de encuentro de las olas de agua con la embarcación, en particular en función de la o de las relaciones de la frecuencia propia o bien de las frecuencias de encuentro y se utiliza para la determinación del al menos un valor de correlación (y0).

10.- Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que una o varias de las variables del movimiento son la posición del centro de gravedad de la embarcación a lo largo de un eje de Inercia principal de la embarcación y/o la primera derivada de tiempo y/o una derivada de tiempo más elevada de la posición del centro de gravedad y/o la orientación de la embarcación alrededor de un eje de inercia principal de la embarcación y/o la primera derivada de tiempo y/o una derivada de tiempo más elevada de la orientación y/o el o bien los signos de una o varias de las variables mencionadas anteriormente, evaluadas por un valor cero de referencia.

11.- Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que se registra el sentido periférico de la periferia temporal del estado del movimiento de la embarcación a lo largo de una trayectoria (TRA) que resulta a partir de una dependencia mutua de al menos dos variables del movimiento y se utiliza para la determinación del valor de correlación (y0) y/o para la determinación de la variable de la marejada (%«.)

12.- Procedimiento para la determinación de variables de la marejada en una embarcación, en el que se determina al menos una de las variables de la marejada (*fV) de acuerdo con al menos dos procedimientos diferentes entre sí, al menos uno de los cuales es un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el que los valores determinados en cada caso para la variable de la marejada (%«.) son sometidos a una comparación entre sí y en función de esta comparación se determina la calidad de la determinación de la variable de la marejada.