دوشنبه ۱ آبان ۱۳۹۶

ارزیابی مدل ایرانی PMODynamics

ارزیابی مدل ایرانی PMODynamics :

در جهت رفع نیاز داخلی به نرم‌افزار شبیه‌سازی پارامترهای دریایی، سازمان بنادر و دریانوردی به عنوان مرجع حاکمیتی امور دریا و سواحل کشور، از سال 1385 تهیه و تولید نرم‌افزار ایرانی PMODynamics را در دستور کار قرار داد. نسخه اولیه این نرم‌افزار در سال 1389 و در افتتاحیه نهمین کنفرانس بین‌المللی ICOPMAS توسط وزیر راه و ترابری وقت رونمایی و به جامعه مهندسی دریایی کشور ارائه شد.

این نرم‌افزار در کاربردهای مختلف مهندسی سواحل؛ از جمله شبیه‌سازی جریان‌های جزر و مدی، شبیه‌سازی جریان‌های ناشی از باد، جریان‌های ناشی از کريولیس، جریان در محیط‌های خیلی بزرگ (اقیانوس‌ها)، شبیه‌سازی جریان‌های ناشی از موج، شبیه‌سازی تولید و انتشار امواج در محیط‌های بزرگ و کوچک و شبیه‌سازی جریان رسوب ساحلی و مورفولوژی قابل استفاده است. با توجه به اینکه استفاده از نرم‌افزارهای تجاری موجود همواره با مشکلاتی همراه بوده است، توسعه نرم‌افزار ایرانی PMODynamics یک امر ضروری به نظر می‌رسد.

استفاده از مدل PMODynamics در پروژه پایش و شبیه سازی سواحل کشور:

یکی از مراحل مهم در توسعه نرم‌افزارهای محاسباتی بهره‌برداری از آنها در کاربردهای واقعی متعدد جهت رفع مشکلات احتمالی محاسباتی و غیر محاسباتی می‌باشد. همواره برخی از مشکلات در مدل‌هایی که جدیداً توسعه یافته‌اند ممکن است در شرایط محیطی جدید و هنگام استفاده از کاربران متفاوت بروز نماید. مسلماً افزایش صحت‌سنجی‌های مختلف در این راستا می‌تواند به افزایش قابلیت و کاربری نرم‌افزار کمک نماید. در این راستا مدل PMODynamics پیشتر در پروژه پایش و مطالعات شبیه‌سازی سواحل استان هرمزگان و سواحل خزر بکار رفته است.

مراحل ارزیابی مدل ایرانی PMODynamics:

در ادامه، روند ارزیابی مدل PMODynamics توضیح داده می‌شود. به جهت ارزیابی مدل PMODynamics، مراحل زیر انجام خواهد شد:

  • در ابتدا مدل‌های محلی موج، جریان و رسوب با استفاده از ماژول‌های مربوطه و داده‌های در دسترس در نرم‌افزار MIKE21 مدل‌سازی می‌شوند.
  • مدل‌های ساخته شده در نرم‌افزار MIKE21 با اعمال تغییرات در عوامل تاثیرگذار مثل زبری بستر، سفیدک راس، شاخص شکست و ویسکوزیته گردابه‌ای کالیبره می‌شوند.
  • ضرایب کالیبره شده در مرحله قبل در مدل PMODynamics نیز لحاظ می‌گردد.
  • نتایج و خروجی‌های دو مدل ارزیابی و مقایسه می‌شوند.

مطالعات مورد نظر برای ارزیابی مدل ریاضی ایرانی در یکی از نقاط پروژه پایش و شبیه‌سازی سواحل مکران:

شناخت اقلیم امواج:

از آنجا که در پروژه حاضر مطالعات جامعی در زمینه تعیین اقلیم امواج دریای عمان صورت خواهد گرفت، لذا بر اساس نتایج مطالعات امواج در پروژه پایش و شبیه سازی امواج سواحل مکران، اقلیم موج در محدوده ساحلی یک نقطه منتخب از سواحل مکران با استفاده از دو نرم‌افزار PMODynamics و MIKE21 مقایسه ‌می‌شود. فعالیت مورد نظر در این قسمت شامل دریافت اطلاعات موج منطقه آب نیمه‌عمیق از نتایج مدلسازی امواج، انتشار آن به محدوده ساحلی با مدلسازی محلی و تعیین رژیم امواج در محدوده منتخب خواهد بود. قطعاً به‌ روز رسانی داده‌های موج که عامل اصلی انتقال رسوب و پدیده‌های رسوبی و تغییرات مورفولوژیک در محدوده ساحلی مورد مطالعه هستند، به شناخت صحیح پدیده‌های رسوبی و تغییرات مورفولوژیکی اخیر رخ داده کمک شایانی خواهد کرد. از داده های برداشت شده توسط دستگاه‌های اندازه‌گیری برای واسنجی مدل‌های محلی امواج استفاده خواهد شد و سپس مدل PMODynamics با استفاده از ضرایب کالیبره بدست آمده از مدل MIKE21 اجرا خواهد شد. با استفاده از نتایج بدست آمده، مدل MIKE21-SW با مدل PMODynamics مورد مقایسه قرار خواهد گرفت و نقاط ضعف و قوت آن ارزیابی خواهد شد.

شناخت اقلیم جریانهای دریایی:

در محدوده دریای عمان جریان‌های محدوده ساحلی را می‌توان ناشی از عوامل زیر مورد بررسی قرار داد:

  •  جریان‌های کرانه‌ای ناشی از انتشار و شکست موج
  • جریان‌های جزر و مدی

در این بخش از مطالعات از نتایج مدل‌های محلی جریان‌، که با توجه به ایستگاه‌های برداشت مشخصات جریان و نیز ایستگاه‌های ترازسنجی مورد واسنجی و راست‌آزمایی قرار گرفته‌اند، استفاده خواهد شد. هریک از جریان‌های فوق‌الذکر در محدوده منتخب مورد تدقیق قرار گرفته و اقلیم جریان‌های دریایی در این محدوده با هدف استفاده در مطالعات رسوب تعیین خواهد شد. در این مورد نیز نتایج حاصل از شبیه‌سازی‌های انجام شده توسط نرم‌افزار MIKE21-HD با نتایج نرم‌‌افزار PMODynamics مقایسه خواهد شد.

مطالعات رسوب و مورفولوژی:

در این بخش از مطالعات، رسوبگذاری در محدوده منتخب با استفاده از مدل دو بعدی انتقال رسوب (MIKE21-HD-ST) مورد بررسی قرار خواهد گرفت. در این بخش مدل دو بعدی رسوب با اعمال شرایط امواج و جریان‌های دریایی، اجرا و تغییرات کیفی مورفولوژیکی مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت. همین مراحل با استفاده از مدل دو بعدی رسوب در نرم‌افزار PMODynamics انجام خواهد شد. در نهایت با بررسی الگوی مورفولوژی بدست آمده از دو مدل فوق و مقایسه آن با تصاویر ماهواره‌ای به ارزیابی عملکرد مدل PMODynamics و بیان نقاط ضعف و قوت آن پرداخته خواهد شد.

 مطالعات تغییرات تراز آب ناشی از باد:

مطالعات تغییرات تراز آب ناشی از باد در محدوده مورد مطالعه، این قسمت از بررسی‌های مربوط به ارزیابی مدل ریاضی ایرانی را تشکیل می‌دهد. در این بخش تغییرات تراز آب ناشی از پدیده‌های ذکر شده به کمک نرم افزار PMODynamics و MIKE21-HD-FM مدلسازی شده و مورد مقایسه و ارزیابی قرار خواهند گرفت.