بهبود شبیه سازی امواج در یک خلیج نیمه بسته با استفاده از اصلاح میدان باد ERA۵ در مدل SWAN: مطالعه موردی خلیج بوتانی

شبیه سازی دقیق امواج در محیط های نیمه بسته و کم عمق، به دلیل پیچیدگی های هیدرودینامیکی و محدودیت دقت داده های باد ورودی، همچنان با عدم قطعیت های قابل توجهی همراه است. در این مطالعه، عملکرد مدل نسل سوم SWAN در شبیه سازی میدان موج در خلیج نیمه محصور بوتانی با تمرکز بر بهبود داده های باد ERA۵ و تنظیم پارامترهای فیزیکی مدل مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور، داده های باد ERA۵ ایستگاه هواشناسی ارزیابی و سپس با به کارگیری چندین روش اصلاح بایاس تصحیح شدند. در ادامه، داده های باد اصلاح شده به عنوان ورودی مدل SWAN مورد استفاده قرار گرفت و حساسیت مدل نسبت به سه بسته فیزیکی اصلی شامل KOMEN، WST و ST۶ با ترکیب های مختلف ورودی باد، سفیدک راس موج، اصطکاک بستر و شکست ناشی از کم عمقی بررسی شد. ارزیابی عملکرد مدل با استفاده از شاخص های آماری کلاسیک و نمودارهای تشخیصی دیاگرام تیلور، توزیع چگالی احتمال و نمودار Q–Q در چهار ایستگاه ساحلی با شرایط هیدرودینامیکی متفاوت انجام گرفت. نتایج نشان داد که پکیج WST در ایستگاه های بازتر و متاثر از امواج دورآ بهترین عملکرد را ارائه می دهد، در حالی که در ایستگاه های محافظت شده و کم عمق تر تنظیم هدفمند ضرایب سفیدک و کاهش سهم انرژی موج دورآ در پکیج های KOMEN و ST۶ منجر به بهبود قابل توجه نتایج شد. به طور کلی، این مطالعه نشان می دهد که ترکیب اصلاح داده های باد ERA۵ با روش های یادگیری ماشین و کالیبراسیون هدفمند پارامترهای فیزیکی SWAN، نقش تعیین کننده ای در افزایش دقت شبیه سازی موج در محیط های نیمه بسته دارد و استفاده از یک پیکربندی یکنواخت برای کل خلیج می تواند منجر به خطای سیستماتیک در برآورد انرژی موج شود

کلیدواژه ها:

امواج ، سواحل درون خلیجی ، SWAN ، باد ERA۵