Studie van valse golven
Claus, T. (1998). Studie van valse golven. Ir Thesis. Universiteit Gent. Afdeling Weg- & Waterbouwkunde: Gent. 134 pp.
|
| Available in | Author |
|
Document type: Dissertation
|
| Abstract |
De meest frequent gebruikte techniek om golfgegevens te analyseren is de Zero Down Crossing of neerwaartse nuldoorgang methode. Dit criterium identificeert een aantal verheffingen van het wateroppervlak als golven alhoewel dit niet met de fysische realiteit overeenkomt. Dit zijn valse golven.
In dit werk worden er twee methodes voorgesteld die het probleem van de valse golven oplossen en die ter verbetering of ter vervanging kunnen aangewend worden. Na het eerste hoofdstuk dat de inleiding omvat wordt er in hoofdstuk twee dieper ingegaan op de verschillende methodes om golven te genereren. Verder bevat dit hoodstuk de diverse methodes om golven zowel in het tijdsdomein als in het frequentiedomein te analyseren.
In het derde hoofdstuk worden dan de bestaande golfdiscretisatiecriteria besproken en na het schetsen van de problematiek van valse golven en hun identificatie, worden deze criteria ook vergeleken door hun voor- en nadelen tegen mekaar af te wegen. In hoofdstuk 4 wordt er nader ingegaan op het omzetten van de verschillende criteria in computercode m.b.v. LabVIEW. Achtereenvolgens wordt de implementatie van het ZDC criterium, het verbeterde ZDC criterium met bandbreedte (ZDCbw) en het orbitaalcriterium besproken aan de hand van flowcharts. Vervolgens wordt er een overzicht gegeven van de verschillende signalen die we in hoofdstuk 5 zullen analyseren en wordt er voor elk afzonderlijk soort signaal aangegeven hoe men het verkrijgt. In het vijfde hoofdstuk worden de bekomen resultaten met de verschillende criteria en voor de verschillende soorten signalen bekeken. Eerst wordt er nog een opsomming gegeven van de golfkarakteristieken die in de praktijk gebruikt worden om golven te karakteriseren. Ten tweede worden de twee methodes die kunnen aangewend worden om het probleem van valse golven op te lossen nog eens kort besproken. Het eerste soort signaal dat onderzocht wordt is een sinusoïdaal signaal waarop ruis gesuperponeerd wordt. In eerste instantie wordt er nagegaan wat de invloed is van ruis. Het aantal getelde golven blijkt hier het meest gevoelig aan te zijn. Van de golfhoogtekarakteristieken is de kwadratisch gemiddelde golfhoogte Hrms het minst gevoelig aan ruis en van de golfperiodekarakterisitieken THs en TH1/10. In tweede instantie wordt er nagegaan wat de invloed is van de waarde van de bandbreedte die door het verbeterde ZDCbw criterium wordt ingevoerd. Opnieuw is het aantal golven een zeer gevoelige parameter. De golfhoogtekarakteristieken zijn op Hmean en Hrms na niet zo sterk afhankelijk van de bandbreedte bw. Dit in tegenstelling tot de golfhoogtekarakteristieken die ongeveer allemaal in dezelfde mate afhankelijk zijn van de waarde van de bandbreedte. Door een bandbreedte tussen 0,05 en 0,1 variantie te nemen kunnen we de procentuele fout op alle parameters beperken tot 10 %. Als we als tweede soort signalen gegenereerde signalen onderzoeken bemerken we dezelfde tendens als bij de regelmatige signalen. Zo is ondermeer ook THs het minst bandbreedtegevoelig. Wat bij deze signalen wel opvalt is dat de afhankelijkheid van de stormsignalen veel groter is dan van de laagtij signalen. Een optimale bandbreedte, met inachtname van een fout van 5 %, is voor stormsignalen gelijk aan 0,1. variantie en voor laag water omstandigheden gelijk aan 0,2. variantie.
Voor de derde soort signalen, de werkelijk op zee opgemeten signalen, bekomen we dezelfde waarden voor de bandbreedte waarbij er dus eveneens een onderscheid moet gemaakt worden tussen storm en laagwater. Door de bandbreedte rechtstreeks in verband te brengen met de significante golfhoogte vervalt dit onderscheid en kan er uniform een bandbreedte van 2% van Hs aangenomen worden. Door de vergelijking van de golfkarakteristieken bepaald door het ZDC en het orbitaalcriterium zien we dat het aantal valse golven ongeveer 10% is van het totale aantal. Verder worden de extreme golfkarakteristieken minder beïnvloed dan de gemiddelde omwille van de in de praktijk meestal beperkte golfhoogte van valse golven.
Door het toepassen van ofwel het verbeterde ZDC criterium met bandbreedte of het orbitaalcriteriurn i.p.v. het originele ZDC criterium bekomt men golfkarakteristieken die de fysisch optredende golven tot 10 % beter benaderen. |
|
