17973

17973

استخراج داده‌هاي سرعت باد با استفاده از داده‌هاي ثبت شده طيف امواج

كارشناسي ارشد

سواحل بنادر و سازه‌هاي دريايي

ارديبهشت ماه 1396

دكتر سيد مصطفي سيادت موسوي

عمران

چكيده باد‌ها اهميت قابل توجهي براي محققان و مهندسان دريايي در زمينه‌هاي هيدروديناميك دريا و فرايند‌هاي نظير شكل‌گيري موج و انتقال رسوب و همچنين نيروهاي وارده بر سازه‌هاي دريايي نظير دكل حفاري و انرژي‌هاي تجديدپذير مانند توربين‌هاي دريايي دارند. رابطه‌ي بين باد و امواج در دريا قابل بازيابي است. هدف محققين بسياري در طول تاريخ به دست آوردن روابط مناسب پارامتريك براي بازيابي امواج با استفاده از داده‌هاي باد بوده است. سازمان بنادر و كشتيراني در پروژه‌ي پايش سواحل ايران داده‌هاي موج را در نقاط زيادي در سواحل ايران اندازه‌گيري كرده است كه براي ارزيابي مدل‌هاي موج بسيار مناسب است، اما مهم‌ترين چالش، نبود داده‌هاي باد اندازه‌گيري شده در دريا در بسياري از اين مناطق، و هزينه زياد براي توليد چنين داده‌هايي است. ‌در اين تحقيق داده‌هاي باد محلي با استفاده از طيف موج‌هاي محلي موجود در منطقه محاسبه مي‌شود. با توجه به تعداد محدودي اندازه‌گيري داده‌ي باد، فرصت اين فراهم شده است كه بتوان داده‌هاي موج را به باد تبديل نمود و به اين ترتيب اطلاعاتي از باد محلي در بخش‌هاي زيادي از سواحل به دست آورد. براي استخراج داده‌هاي باد از طيف موج، ابتدا روش‌هاي پارامتريك مانند جانسوآپ مورد بررسي قرار مي‌گيرد اما براي افزايش دقت، در گام نخست با استفاده از روش گيلهوسن-هروي امواج دورآ و بدون تاثير مستقيم باد از بخش امواج محلي كه تحت تاثير مستقيم باد هستند جدا مي‌شود. از آنجايي كه انرژي و فركانس امواج محلي به سرعت باد وابسته است، با استفاده از روش هاسلمن به بازيابي داده‌هاي باد پرداخته مي‌شود. داده‌هاي شش منطقه از قبيل درياچه(هورن و آنتاريو)، خليج(خليج فارس و خليج مكزيك) و اقيانوس(سواحل غربي ايالات متحده امريكا) صحت‌سنجي خواهد شد و تاثيرات تغيير عمق و شرايط جوي مورد بررسي قرار مي‌گيرد .نتايج حاصل از اين تحقيق نشان مي‌دهد كه با به دست آوردن ضرايب محلي براي رابطه‌ي هاسلمن، اندازه‌ي سرعت باد محلي با دقت مناسبي تخمين زده مي‌شود. واژه‌هاي كليدي: بازيابي داده‌ي باد، جداسازي امواج محلي و دورا، گيلهوسن، هاسلمن، روابط پارامتريك

1396/08/06

5/2/2017 12:00:00 AM

Abstract: Winds are significant importance for marine researchers and engineers in the field of hydrodynamics and wave formation processes, sediment transport and forces on marine structures such as drilling rig and renewable energies like marine turbines. The communication between wind and waves can be recovered at sea. The goal of many researchers in the past is to obtain a proper parametric relationship for the recovery of waves using wind data. The ports and maritime organization has measured wave data in many parts of Iran in coastline tracking project, which is very suitable for assessing wave models, but the most important challenge is the lack of sea-based wind data in many of these areas and high cost To produce such data. In this research, local wind data is recoverd using the local wavelength spectrum in the region. Due to the limited number of wind data measurements, it is possible to retrieve wind data from wave spectrum, thus obtaining information from local winds in many parts of the coast. In order to extract the wave data from the wave spectrum, parametric methods such as Jonswap are considered first. But to increase accuracy, in the first step, using the Gilhousn-Heravi method, the waves are separated to swell that without direct impact of the wind and seas that are directly affected by the wind. Since the energy and frequency of local waves depend on wind speed, Hesselmann's method is used to retrieve wind data. Data from six areas such as Lake (Huron and Ontario), the Gulf (Persian Gulf and the Gulf of Mexico) and the ocean (northwest coast of the United States) will be verified, and the effects of changes in depth and climate will be examined. The results of this study show that by obtaining local coefficients for the Hesselmann relationship, the local velocity measure is estimated with a proper accuracy. Keywords: Wind data retrieve,Separation of swell and seas,Gilhusen,Hasselmann