I. Giới thiệu và mục đích nghiên cứu
Luận văn Mô Phỏng Trường Sóng Do Bão Ven Biển Miền Trung tập trung vào việc nghiên cứu các đặc trưng sóng do bão gây ra tại khu vực ven biển miền Trung Việt Nam. Mục đích chính là sử dụng mô hình toán để mô phỏng các cơn bão lịch sử, tạo ra chuỗi số liệu về đặc trưng sóng, từ đó áp dụng phương pháp thống kê dài hạn để xác định quy luật phân bố xác suất của các đặc trưng sóng. Kết quả nghiên cứu sẽ giúp tính toán độ cao sóng và chu kỳ sóng ứng với các tần suất vượt khác nhau, hỗ trợ thiết kế các công trình biển an toàn.
1.1. Đặt vấn đề
Khu vực biển Đông thường xuyên chịu tác động của các cơn bão nhiệt đới, gây thiệt hại lớn cho các công trình ven biển. Việc thu thập số liệu sóng trong bão trong thời gian dài là khó khăn do chi phí và rủi ro. Luận văn đề xuất sử dụng mô hình toán để mô phỏng các cơn bão và tính toán đặc trưng sóng, tạo cơ sở cho việc thống kê dài hạn.
1.2. Mục đích và phạm vi nghiên cứu
Mục đích của luận văn là mô phỏng các cơn bão lịch sử để tạo dữ liệu sóng, thực hiện thống kê dài hạn nhằm xác định quy luật phân bố xác suất của các đặc trưng sóng. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào khu vực ven biển miền Trung Việt Nam, nơi thường xuyên chịu ảnh hưởng của bão và có tiềm năng phát triển các công trình biển.
II. Mô hình gió bão và mô hình sóng
Luận văn sử dụng mô hình gió bão kinh nghiệm để mô phỏng trường gió trong bão, làm đầu vào cho mô hình sóng. Mô hình gió bão được cải tiến từ mô hình SLOSH, giúp tính toán nhanh và ổn định vector gió tại mỗi điểm lưới. Mô hình sóng SWAN được sử dụng để tính toán trường sóng, xác định độ cao sóng và chu kỳ sóng tại các vị trí nghiên cứu.
2.1. Tổng quan về bão
Bão là hệ thống áp thấp nhiệt đới với hoàn lưu xoáy thuận. Vận tốc gió tại tâm bão bằng 0, tăng dần khi ra xa tâm và đạt cực đại tại một khoảng cách nhất định. Áp suất thấp nhất tại tâm bão và tăng dần khi ra xa tâm.
2.2. Mô phỏng trường gió bão
Mô phỏng trường gió bão được thực hiện bằng các mô hình tham số đơn giản nhưng hiệu quả. Mô hình SLOSH được cải tiến để tính toán trường gió, làm đầu vào cho mô hình sóng. Kết quả mô phỏng gió được sử dụng để tính toán trường sóng trong bão.
III. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng
Luận văn đã xác định được hàm phân bố xác suất lý thuyết phù hợp với các giá trị thực nghiệm của độ cao sóng và chu kỳ sóng. Hàm phân bố Burr phù hợp nhất với độ cao sóng, trong khi hàm Johnson SB phù hợp với chu kỳ sóng. Kết quả nghiên cứu giúp xác định các hướng sóng nguy hiểm và tính toán độ cao sóng ứng với các tần suất vượt khác nhau, hỗ trợ thiết kế công trình biển an toàn.
3.1. Phân bố xác suất đặc trưng sóng
Luận văn sử dụng phương pháp thống kê để xác định hàm phân bố xác suất của độ cao sóng và chu kỳ sóng. Hàm Burr và Johnson SB được chứng minh là phù hợp nhất với dữ liệu mô phỏng, giúp tính toán các giá trị sóng ứng với tần suất vượt khác nhau.
3.2. Ứng dụng thực tiễn
Kết quả nghiên cứu có giá trị thực tiễn cao trong việc thiết kế các công trình biển tại khu vực ven biển miền Trung. Dữ liệu về độ cao sóng và chu kỳ sóng giúp đánh giá rủi ro và thiết kế công trình chịu được tác động của bão, đảm bảo an toàn và bền vững.
