Bølgemodellering i kystområder

Abstract

SWAN er et bølgemodelleringsprogram som brukes til å simulere bølgeforplantning i kystområder. Formålet med dette dokumentet er å fastslå nøyaktigheten av resultatene fra SWAN. Derfor er Sulafjorden et bra emne, siden det er lett tilgjengelig bøyedata samlet inn fra Statens vegvesen. Denne oppgaven dekker den grunnleggende teorien om bølger i kystområder og skaper med det en introduksjon til modellering av bølger i SWAN. Modelleringen av noen få essensielle cases er betraktet som en utvidelse av grunnleggende teori som skal dekke grunnlaget som trengs før man starter på Sulafjorden. For å fastslå om SWAN returnerer tilfredsstillende verdier ved simulering av bølger i Sulafjorden, blir resultatene sammenlignet med bøyedata ved de tilhørende koordinatene. Simulasjonene og tilhørende sammenligninger av verdier er gjort på fire forskjellige tidspunkter. Alle av har blitt modellert uten vind og strøm, og med alle relevante fysiske effekter tilstede. Resultatene for alle disse simulasjonene er dokumentert i dette dokumentet, men ikke fullstendig analysert. Dette har blitt gjort i ett tilfelle, men konklusjonene kan brukes på alle dem. Det at vind og strøm ble ekskludert forventet å gi noen feil i resultatene. Det som er overraskende, er at den signifikante bølgehøyden anses å være tilfredsstillende for alle bøyer bortsett fra bøye A. Det viste seg dog at uten vind og strøm ble resultatene for den retningsbestemte spredningen (Directional spreading) meget feil for de fleste casene. Det var også noen andre verdier vi ikke var helt fornøyd med, men dette kan trolig skyldes vår input. SWAN antas å gi gode resultater, men det er nødvendig å simulere flere modeller med vind og strømmer inkludert.

SWAN is a wave modeling program that is used to simulate wave propagation in coastal areas. The aim of this paper is to determine the accuracy of the results from SWAN. For this reason, Sulafjorden is a perfect match, since it got easily available buoy data gathered from statens vegvesen. This thesis covers the fundamental theory of waves in coastal regions as a way to make an introduction to wave modeling in SWAN. The modeling of the few simple cases are regarded as an extension of the fundamental theory and is expected to cover the groundwork when diving into Sulafjorden. To establish if SWAN returns satisfactional values when simulating waves in Sulafjorden, the results will be compared with buoy data at the respected coordinates. The simulations and therefore the comparisons have been done at four different times. All of them have been modeled without any wind and currents, and with all relevant physical effects present. The results for all of these simulations are documented in this paper, but not extensively analyzed. This has been done for one case, but the conclusions can be applied to all of them. The absent of wind and currents was expected to give some errors in the results. What was surprising to find out is that the significant wave height seemed to be satisfactional for all buoys except buoy A. Nevertheless, the lack of wind and currents caused for the directional spreading to miss severely for almost all cases. We were not happy with a few other parameters, but that can be blamed on our input. SWAN is believed to give good results, but it is required to simulate more models, with the inclusion of wind and currents.