مطالعۀ ميزان تاثير انتخاب فركانس حداكثر بر نتايج مدل هاينسل سوم، در زمان چرخش باد در طول بادگيرهاي كشيده

كارشناسي ارشد

چكيده امروزه انجام هر گونه عمليات عمراني، نظامي، كشتي¬راني و ... در محيط دريا مستلزم اطلاع دقيق از رژيم امواج و جريانات دريايي است. با توجه به كمبود وسايل اندازه¬گيري در درياهاي كشور، و گسترة محدود مكاني و زماني اندازه‌گيري‌ها، نياز به مدل¬سازي امواج احساس مي¬شود. تاكنون روش¬هاي مختلفي براي مد¬ل¬سازي مشخصات امواج ارائه شده است كه به صورت كلي مي¬توان به روش¬هاي تجربي، روش¬هاي مبتني بر محاسبات نرم و روش¬هاي عددي مبتني بر بقاي انرژي اشاره كرد. در اين تحقيق از روش عددي و به طور خاص از مدل¬هاي نسل سوم SWANو WAVEWATCH-IIIكه از مدل¬هاي عددي متن باز شناخته شده در حوزة مدل¬سازي موج هستند، استفاده شده است. در اين مدل¬ها محاسبات طيفي امواج در يك باند فركانسي انجام مي¬شود كه در مدل SWAN توسط كاربر و در مدل WAVEWATCH-III به صورت ديناميكي تعيين مي-شود. در تحقيقات قبلي اين محدودة فركانسي بين 03/0-05/0 هرتز براي فركانس اوليه، و 5/0 يا 1 هرتز براي فركانس نهايي پيشنهاد شده است. در اين تحقيق نشان داده مي‌شود كه در شرايط چرخش باد و خصوصا در حوزه¬هاي كشيده، پايين بودن فركانس حداكثر باعث اختلال در محاسبات اندركنش امواج شده، و نهايتا در نتايج مدل¬سازي خطاي قابل ملاحظه¬اي ايجاد خواهد كرد. مقايسة نتايج مدل و داده¬هاي اندازه¬گيري شده در خليج مكزيك و در درياچه اِيسل هلند، و همچنين در محيط‌هاي ايده‌آل ساده‌سازي شده نشان داد كه پايين بودن فركانس حداكثر در زمان چرخش باد، و علي¬الخصوص در محيط¬هاي كوچك، باعث ناپايداري مدل و تخمين دست بالا از مشخصات موج مانند ارتفاع و پريود موج مي¬شود. در ادامه فركانس حداكثر بهينه در اين حوزه‌هاي مكاني تخمين زده شد كه در نهايت عدد 7/0 هرتز براي خليج مكزيك به جاي 5/0 هرتز، و عدد 9/0 هرتز براي درياچة ايسل به جاي عدد 1 هرتز پيشنهاد شده در تحقيقات قبلي به دست آمد. با مقايسة نتايج مدل‌سازي و داده¬هاي اندازه¬گيري شده در درياچة ميشيگان و همچنين مدل¬سازي ايده¬آل نشان داده شد كه پايين بودن فركانس حداكثر در شرايط باد مايل (نسبت به ساحل) باعث تخمين اشتباه مدل از جهت ميانگين موج مي¬شود. در نهايت با اصلاح فرمول‌هاي محاسبة فركانس حداكثر و اصلاح كد WAVEWATCH-III، ضمن تامين پايداري، زمان محاسبات در حوزه‌هاي محاسباتي بهينه گرديد. در واقع با اصلاح به¬وجود آمده در مدل، فركانس حداكثر به صورت اتوماتيك در زمان و مكان¬هاي مورد نياز اصلاح (كاهش يا افزايش) مي‌گردد. واژه‌هاي كليدي: مدل¬سازي موج، فركانس حداكثر، اندركنش غير¬خطي امواج، SWAN، WAVEWATCH-III

188049

دانشگاه علم و صنعت ايران

سواحل

دكتر سيدمصطفي سيادت موسوي - دكتر سيدعلي چاوشيان