شماره ركورد
34916
پديد آورنده
حسن قرباني
عنوان
مقايسه مشخصات جهتي و طيفي امواج دريا حاصل از آرايهاي از حسگرهاي فشار و دستگاه ADCP در آب كمعمق
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي عمران
سال تحصيل
1402
تاريخ دفاع
1404/7/29
استاد راهنما
سيد مصطفي سيادت موسوي
استاد مشاور
/
دانشكده
مهندسي عمران
چكيده
اين پژوهش با هدف مقايسهي جامعِ اندازهگيري و برآورد ويژگيهاي موج، شامل شاخصهاي غيرجهتي مانند ارتفاع مؤثر و دوره تناوب اوج و ميانگين، و هم شاخصهاي جهتي مانند جهت اوج بين دستگاه ADCP و آرايهي حسگرهاي فشار انجام شده است. برداشت ميداني در دو ناحيهي انجام شد؛ اما بهدليل ارتفاع بسيار كم موج و كاستيهاي دادهاي در بندرعباس، تحليلهاي اصلي عملاً بر مجموعهدادهي نوشهر تمركز دارد و همان مبناي مقايسههاست.
ابتدا صحت و اعتبار دادهها بررسي شد و سپس سريهاي زماني پارامترهاي مرسوم موج در دو ابزار با هم مقايسه گرديد. در پارامترهاي غيرجهتي امواج، روند زماني ارتفاع موج مؤثر در دو دستگاه همخواني بالايي نشان داد و پريود موج نيز داراي تطابق قابل قبولي بوده است. در خصوص پارامترهاي جهتي امواج، وقتي ميدان موج منظمتر است (نيمه اول بازه كه امواج دورا غالباند) تطابق بهمراتب بهتر ميشود و ضريب همبستگي نسبت به زماني كه كل نمونهها لحاظ شوند، بهطور معناداري بهبود مييابد؛ نتيجه اينكه ADCP و حسگرهاي فشار در تعيين جهت اوج، در رخدادهاي تكپيكي، همسو عمل ميكنند، اما با چندپيكي شدن ميدان موج، طيف فشار بهسمت پهننمايي و دوپيكي اطراف شمال ميرود و جهت پيك(θ_p ,θ_Tp)را جابهجا ميكند. جهت ميانگين تطابق بهتري را بصورت كلي دارد اما اين پارامتر نميتواند بيانگر نماينده جهات اصلي باشد و عملكرد حسگرهاي فشار در اين شرايط قابل قبول نيست. تحليل طيف دوبعدي (فركانس–جهت) تصوير كاملتري از رفتار ميدان موج ارائه داد. چهار الگوي محوري شناسايي و در نظر گرفته شد: شمال، شمالشرقي، شمالغربي و چندمولفهاي. در رخدادهاي تكجهته (نزديك شمال و با انحراف به شمال شرق/غرب)، دو ابزار از نظر مكان پيك و روند انرژي سازگار بودند؛ با اين حال، در برخي نمونهها پهناي جهتي در حسگرهاي فشار بيشتر بود و گاه پيكهاي متقارن دو سوي شمال ديده شد. همچنين نمونههايي نيز بخصوص در راستاي شمال ديده شد كه طيف ADCP بسيار باريك در راستاي فركانس و بسيار پهن در راستاي جهت بود كه طيف حسگرهاي فشار نتواسته اين باريك و پهن بودن را به درستي نشان دهد و نتايجي عكس داشت. با اين وجود بصورت كلي عملكرد حسگرهاي فشار در رخدادهاي غالب تكجهته، عملكرد مناسب و قابل قبولي بوده است. در رخدادهاي چندمولفهاي كه انرژي بهطور همزمان در چند باند فركانسي و چند راستا توزيع ميشود؛ مزيت ADCP در تفكيك پيكها و نمايش پهناي جهتيِ واقعبينانهتر مشخص شد؛ بنابراين با پيچيده و نامنظم شدن ميدان امواج، در عملكرد حسگرهاي فشار ضعف جدي مشاهده ميگردد.
تاريخ ورود اطلاعات
1405/03/12
عنوان به انگليسي
Comparison of directional characteristics of sea waves derived from a Pressure-Sensor array and an Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP)
تاريخ بهره برداري
10/21/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
حسن قرباني
چكيده به لاتين
This study presents a comprehensive comparison of wave measurement and estimation between an Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP) and an array of pressure sensors, encompassing both non-directional indices—such as significant wave height and peak and mean periods—and directional indices, including peak direction. Field measurements were conducted at two locations; however, due to very low wave heights and data limitations at Bandar Abbas, the principal analyses focus on the Nowshahr dataset, which serves as the basis for the comparisons.
After data validation and quality control, time series of standard wave parameters obtained from the two instruments were compared. For the non-directional parameters, the temporal evolution of significant wave height showed strong consistency between the two devices, and wave periods exhibited acceptable agreement overall.
Regarding directional parameters, agreement improved markedly when the wave field was more organized (during the first half of the record, when swell dominated). Under single-peaked conditions, the two instruments were largely consistent in determining peak direction. However, as the wave field became multi-peaked, the pressure-based directional spectra tended to broaden and to display artificial bi-modality around north, leading to displacement of peak direction parameters (θₚ and θ_Tp). The mean direction generally showed better overall agreement; nevertheless, this parameter cannot reliably represent the principal wave directions in complex conditions, and the performance of the pressure-sensor array under such circumstances is not satisfactory.
Two-dimensional spectral analysis (frequency–direction) provided a more complete representation of the wave field behavior. Four dominant patterns were identified and examined: northerly, north-easterly, north-westerly, and multi-component conditions. In single-direction events (near north with deviations toward NE or NW), the two instruments were consistent in terms of peak location and overall energy trends. However, in some cases the pressure-based spectra exhibited greater directional spreading and occasionally symmetric dual peaks around north. There were also instances—particularly in northerly conditions—where the ADCP spectrum was very narrow in frequency and broad in direction, whereas the pressure-sensor spectrum failed to reproduce this structure and instead showed the opposite pattern. Overall, the performance of the pressure sensors was acceptable in predominantly single-direction events. In multi-component conditions, where energy is simultaneously distributed across several frequency bands and directions, the advantage of the ADCP in resolving distinct peaks and representing directional spreading more realistically became evident. Therefore, as the wave field becomes more complex and irregular, significant weaknesses emerge in the directional performance of the pressure-sensor array.
كليدواژه هاي فارسي
طيف جهتي امواج , طيف دو بعدي امواج , آرايه حسگرهاي فشار , دستگاه پرتو نگار صوتي
كليدواژه هاي لاتين
Directional wave spectrum , Two-dimensional (frequency–direction) wave spectrum , Pressure sensor array , Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP)
Author
Hassan Ghorbani
SuperVisor
Seyed Mostafa Siadatmousavi