15648

15648

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

كارشناسي ارشد

سواحل

اسفند ماه 1394

اسفند ماه 1394

دكتر سيدمصطفي سيادت موسوي - دكتر سيدعلي چاوشيان

عمران

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