اصلاح مكانيزم‌هاي انتقال انرژي از باد به موج در مدل‌هاي نسل سوم در زمان طوفان‌هاي حاره‌اي

دكتري

امواج ناشي از باد يكي از مهم‌ترين پديده‌هاي قابل مشاهده و اندازه‌گيري در اقيانوس‌ها است كه در اثر تغييرات فشار هوا و آشفتگي وارده از سوي باد بر آب‌ها به وجود مي‌آيند. امواج ناشي از باد انرژي بيش‌تري نسبت به امواج ناشي از زلزله، نيروي گرانش زمين و اجرام آسماني، نيروي كوريوليس و نيروي كشش سطحي دارد. امواج ناشي از طوفان‌هاي دريايي به دليل سرعت‌هاي باد بسيار بزرگ، تفاوت جهت باد در اطراف مركز طوفان و تغييرات شعاعي سرعت باد از اهميت ويژه‌اي برخودار هستند؛ به طوري كه ساختار طوفان موجب مي‌شود در يك طرف از طوفان رشد موج و در طرف ديگر زوال موج رخ دهد. تاكنون مدل‌هاي عددي مختلفي جهت شبيه‌سازي امواج ناشي از باد ارائه شده كه هريك براي شرايط فيزيكي خاصي عملكرد بهتري دارند. در اين تحقيق به ارزيابي مكانيزم انتقال انرژي از باد به موج در شرايط طوفاني با استفاده از مدل عددي نسل سوم WAVEWATCH-III پرداخته شده است. براي انجام اين تحقيق پس از استخراج داده‌هاي مربوط به مشخصات باد و عمق‌سنجي از پايگاه‌هاي مربوطه، اموج ناشي از باد با استفاده از بسته‌هاي محاسباتي مختلف موجود در مدل WAVEWATCH-III در زمان حضور طوفان Ivan (2004) در خليج مكزيك شبيه‌سازي شده و پارامترهاي تاثيرگذار متناسب با شرايط طوفان‌ها بهينه‌سازي شده‌اند. از آنجا كه جهت بين باد و موج در اطراف طوفان متغير است، بر ميزان انتقال انرژي از باد به موج اثر مي‌گذارد. به همين جهت در اين تحقيق با ارزيابي اين تاثيرات با استفاده از تحليل‌هاي آماري و طيفي، يك بسته محاسباتي براي شبيه‌سازي امواج در شرايط طوفاني ارائه شده است. تاكنون مدل‌هاي تحليلي مختلفي براي شبيه‌سازي ميدان باد ناشي از طوفان‌هاي حاره‌اي پيشنهاد شده است كه در آن سرعت باد به صورت يك تابع شعاعي از مركز طوفان تعريف مي‌شوند و پارامترهايي همانند سرعت ماكزيمم باد، شعاع باد ماكزيمم، ضريب شكل طوفان و سرعت انتقالي تاثيرگذار هستند. در اين تحقيق پس از مش‌بندي ميدان باد و استخراج داده‌هاي طوفان‌هاي Lili(2002) ،Ivan(2004) ، Katrina(2005) ،Gustav(2008) وIke(2008) به ارائه يك روش كاربردي جهت محاسبه شعاع باد ماكزيمم پرداخته شده و سپس بهترين مدل تحليلي براي شبيه‌سازي ميدان باد ناشي از طوفان معرفي شده است.

196375

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي عمران-سواحل، بنادر و سازه هاي دريايي

دكتر سيدمصطفي سيادت موسوي، دكتر عباس يگانه بختياري