Naslov Optimiranje smjera jedrenja
Naslov (engleski) Optimization of the sailing route
Autor Dino Mandić
Mentor Dragutin Ščap (mentor)
Član povjerenstva Izvor Grubišić (predsjednik povjerenstva)
Član povjerenstva Dragutin Ščap (član povjerenstva)
Član povjerenstva Krešimir Matković (član povjerenstva)
Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj Sveučilište u Zagrebu Fakultet strojarstva i brodogradnje Zagreb
Datum i država obrane 2008-12-11, Hrvatska
Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana TEHNIČKE ZNANOSTI Strojarstvo
Univerzalna decimalna klasifikacija (UDC ) 796/799 - Sport 51 - Matematika
Sažetak U ovom radu opisan je postupak za određivanje optimalne rute za jedrenje u kojem se koriste dvije metode za optimizaciju: - genetski algoritam - Nelder-Mead metoda. Određivanje optimalne rute za jedrenje je od posebnog značenja za jedrenje na dužim rutama, gdje se vremenske prilike mijenjaju u vremenu i prostoru, dok se kod kraćih relacija može pretpostaviti da je vjetar nepromjenjiv. Optimalna ruta za jedrenje se računa pomoću prognoze vjetra za određeno područje i polarnog dijagrama jedrilice. U polarnom dijagramu je definirana ovisnost brzine jedrilice o brzini i smjeru vjetra u odnosu na pramac, a prognozom vjetra je definiran smjer i brzina vjetra u prostoru i vremenu. Poznavajući prognozu vjetra i polarni dijagram, potrebno je zadati polaznu i krajnju točku za jedrenje, te vrijeme polaska kako bi se moglo točno definirati polje vjetra na promatranom području u prostoru i vremenu. Iz zadanih podataka o vjetru i brodu je moguće za svaki smjer jedrenja u određenom trenutku odrediti brzinu jedrilice, te se na taj način izračuna vrijeme potrebno za jedrenje na određenoj ruti. Za određivanje optimalne rute za jedrenje potrebno je u obzir uzeti što je moguće više mogućnosti, jer na otvorenom moru teoretski postoji neograničeni broj mogućnosti za odabir rute. Iz tog razloga je odabran genetski algoritam kojim se vrlo brzo pronalazi globalni optimum, a za dodatno poboljšanje rezultata je odabrana Nelder-Meadova metoda koja brzo izračunava lokalni optimum oko početnog vektora. Kao početni vektor se koristi rezultat dobiven genetskim algoritmom, pa se na taj način koriste dobre strane obiju metoda u svrhu brzog i preciznog izračunavanja globalnog optimuma. Za matematički model računanja vremena za jedrenje, kod manjih udaljenosti se pretpostavlja jedrenje po ravnoj plohi, dok se dok većih udaljenosti uvažava zakrivljenost Zemlje, te se duljina ruta između dviju točki računa po loksodromi.
Sažetak (engleski) In this work is described the procedure for determining the optimal route for sailing in which two methods for optimization are used: - Genetic algorithm - Nelder-Mead method. To determine the optimal route for sailing is of special significance for sailing on the longer routes, where the weather conditions change in time and location, while at the short distance can assume that the wind is unalterable. The optimal route for sailing is calculated relative to the weather forecast and sailing boat polar diagram data. In the polar diagram is defined dependence speed sailing boats on the speed and direction of wind on the bow, and by the wether forecast is defined direction and speed of wind in the specific area and time. Beside the weather forecast and sailing boat polar diagram, it is required to specify the departure and arrival points as well as the departure time in order to define wind on the specific area relative to the location and time. From the all specifed data about the wind and the boat it is possible for each direction of sailing at a time to determine the sailing boat speed and thus to calculate the time required for sailing on a particular route. To determine the optimal route at offshore sailing, it is necessary to take into account as much as possible opportunities because there is theoretically unlimited number of possibilities for the optimal sailing route. For this reason it was selected genetic algorithm that quickly finds global optimum, and for the further improvement of results is selected Nelder-Mead method, which quickly calculates the optimum from the initial state. As the initial vector is the result obtained using genetic algorithm, this approach enables the exploitation of the good side of both methods for the purpose of quick and precise calculation of global optimum. At mathematical model for calculation of the sailing time at smaller distances is assumed sailing at plane, while at the larger distances curvature of Earth is taken into account. Due to this, the distance between two points on Earth is calulated as Rhumb line instead of straight line.
Ključne riječi
optimizacija
genetski algoritam
Nelder-Mead metoda
jedrenje
optimalna ruta
loksodroma
ortodroma
Ključne riječi (engleski)
optimization
genetic algorithm
Nelder-Mead method
sailing
optimal sailing route
Rhumb line
Orthodrome
Jezik hrvatski
URN:NBN urn:nbn:hr:235:799896
Studijski program Naziv: sveučilišni poslijediplomski znanstveni studij strojarstva Vrsta studija: sveučilišni Stupanj studija: poslijediplomski znanstveni (magistarski) Akademski / stručni naziv: magistar znanosti (mr.sc.)
Vrsta resursa Tekst
Način izrade datoteke Izvorno digitalna
Prava pristupa Otvoreni pristup
Uvjeti korištenja
Datum i vrijeme pohrane 2020-12-21 23:26:01