materi pelabuhan dan bangunan pantai

September 18, 2015

materi pelabuhan dan bangunan pantai

Link Beberapa Materi Pelabuhan dan Bangunan Pantai:

bangunan pemecah pantai

pelabuhan perikanan

main_pantai_pelabuhan.pdf

pelabuhan perikanan 2

kawasan reklamasi

APA ITU TEKNIK PANTAI

sumber : http://materi-perkapalan.blogspot.com/2013/07/teknik-pantai.html

Salah satu mata kuliah dari Teknik Perkapalan khususnya program studi kelautan akan membahas atau mempelajari Teknik Pantai. TEKNIK PANTAI merupakan cabang dari Teknik Sipil yang bersandar pada ilmu teknik kelautan (oceanography), meteorology, mekanika fluida, elektronika, mekanika struktur, geologi dan morfologi, matematika dan statistic, computer, mekanika tanah dan mekanika bahan.

Teknik pantai ini mempunyai aplikasi di daerah pantai, seperti contoh penanggulangan masalah erosi pantai dengan membuat bangunan-bangunan disekitar pantai, penanggulangan endapan di muara sungai dan alur pelayaran serta kolam pelabuhan, pembangunan pelabuhan, dan lain sebagainya.

Bidang studi teknik pantai meliputi kegiatan-kegiatan berikut ini :

Perencanaan berbagai bangunan pantai seperti pemecah gelombang, Jetti, Groin, Dinding pantai, Revetment, dan lain sebagainya.
Pengendalian masalah erosi pantai dengan pembuatan bangunan disekitar pantai dan melakukan penambahan sedimen di pantai.
Stabilisasi muara sungai dengan melakukan pengerukan dan pembuatan bangunan.
Peramalan arus dan elevasi muka air di estuary dan muara sungai serta pengaruhnya pada kualitas air, gerak sedimen, pelayaran, dan lain sebagainya. Biasanya ini dipelajari di mata kuliah perencanaan pelabuhan
Perencanaan pelabuahan dan bangunan-bangunan pelengkapnya seperti pemecah gelombang, dermaga, dolphin, system penambatan, dan lain sebagainya.
Studi penyebaran panas dari suatu pabrik, misalnya buang air panas dari pembangkit listrik tenaga gas dan uap (PLTGU) atau penyebaran polutan/limbah dari suatu pabrik.
Reklamasi daerah pantai untuk daerah industry atau pemukiman yang ada disekitar pantai.
Pengerukan perairan pelabuhan dan pembuatan material pengerukan.

Penyelesaian dari masalah-masalah teknik pantai tersebut memerlukan pengertian dari phenomena kelautan dan daerah pantai. Studi yang mengenai masalah-masalah teknik pantai ini dapat dilakukan dalam 3 macam kelompok yaitu :
1.studi teoritis dan matematis,
2.studi di laboratorium, dan
3.studi lapangan.

Dari Ketiga jenis studi yang ada diatas tersebut akan saling mendukung dan berkaitan antara satu sama lainnya. Cukup sekian untuk artikel APA ITU TEKNIK PANTAI semoga ilmunya dengan mudah dipahami buat kita semua. Terima Kasih Semoga Bermanfaat by Materi-Perkapalan

=================================================================

Kekuatan Bangunan Lepas Pantai

sumber: http://zonabmi.org/aplikasi/bangunan-lepas-pantai/kekuatan-bangunan-lepas-pantai.html

Kebutuhan aktifitas enjinering pantai (perumahan, hotel, bangunan daerah pariwisata, dermaga, pelabuhan dan lain-lain) dan lepas pantai (Oil Platform dan lain-lain) mengenai informasi kondisi perairan sangat dibutuhkan. Hal ini tidak lepas dari bagaimana seorang enjiner merancang suatu struktur bangunan pantai dan lepas pantai yang berkaitan dengan bahan dan komposisi bangunan agar kuat dan dapat bertahan lama. Faktor yang paling berperan dari kondisi perairan tersebut adalah hempasan energi gelombang, dinamika muka laut, proses sedimentasi, properti massa air dan pola sirkulasi perairan. Jika dalam merancang struktur bangunan pantai dan lepas pantai sudah mempertimbangkan faktor-faktor tersebut maka dapat dipastikan suatu bangunan pantai dan lepas pantai dapat lebih kuat dan memiliki umur yang lebih lama.

Pengamatan kondisi perairan untuk mengetahui karakteristiknya akan memakan waktu dan biaya yang besar, karena informasi tersebut didapatkan dengan melakukan pengamatan yang komprehensif dengan parameter pengamatan perairan yang lengkap. Melalui pemanfaatan teknologi pemodelan, kendala tersebut dapat diatasi dengan membangun berbagai macam skenario pemodelan untuk mensimulasikan kondisi perairan pada periode waktu jangka pendek maupun jangka panjang. Hasilnya dapat diketahui dampak kondisi perairan seperti apa yang mungkin akan mempengaruhi kondisi kekuatan struktur bangunan pantai dan lepas pantai tersebut.

Modul model Hidrodinamika digunakan untuk mengetahui pola sirkulasi dari skenario model yang dibangun. Pertimbangan kuat lemahnya arus, dengan modul model ini dapat dimasukan dalam parameter rancangan bangunan pantai dan lepas pantai. Beragam modul gelombang juga telah disediakan yang disesuaikan dengan karakteristik perairan yang akan dikaji. Modul model gelombang ini untuk mengetahui karakteristik dari parameter-parameter yang berperan dalam mempengaruhi kondisi kekuatan struktur bangunan terhadap hempasan energi gelombang. Kepadatan dan pergerakan sedimen dasar dalam jangka waktu panjang dapat pula dipertimbangkan dalam merancang kekuatan dari struktur bangunan pantai dan lepas pantai. Modul yang disediakan adalah modul model Pergerakan Sedimen Dasar. Proses erosi pantai dan erosi sedimen dasar perairan akan mempengaruhi kekuatan struktur bangunan dalam jangka waktu lama. Jika diperlukan kajian yang lebih mendalam pada daerah di perairan estuari maka modul Aliran Sungai dapat diintegrasikan sehingga mampu menganalisis secara lebih komprehensif mengenai rancangan kekuatan struktur bangunan dan kaitannya dengan energi yang dilepas dari perairan estuari yang memiliki muara sungai.

Modul model yang dapat digunakan untuk membangun model dengan skenario dan simulasi kekuatan bangunan lepas pantai dapat dilihat pada menu yang terdapat di bagian kanan.

=================================================================

Kestabilan Bangunan Lepas Pantai

Sumber: http://zonabmi.org/aplikasi/bangunan-lepas-pantai/kestabilan-bangunan-lepas-pantai.html Seringkali terjadi ketika terlihat sebuah dermaga atau penghalang gelombang mengalami patah pada struktur bangunannya atau mengalami kemiringan tertentu. Kejadian tersebut akibat tidak stabilnya struktur bangunan di pesisir (perumahan, hotel, bangunan daerah pariwisata, dermaga, pelabuhan dan lain-lain) dan di lepas pantai (Oil Platform dan lain-lain). Pengaruh terbesar terhadap kestabilan bangunan lepas pantai adalah pergerakan sedimen dan hentakan energi gelombang di dasar dan di kolom perairan akibat dari gaya-gaya yang bekerja terhadapnya yaitu arus dan gelombang. Pembangunan struktur bangunan di badan perairan mengakibatkan berubahnya pola sirkulasi dan parameter gelombang. Perubahan ini mengakibatkan terjadinya perpindahan sedimen dasar dari satu tempat ketempat lain atau menguatkan energi gelombang. Beberapa kemungkinan yang terjadi adalah masuknya sedimen ke daerah struktur bangunan jika struktur bangunan tersebut dekat dengan muara sungai sebagai sumber sedimen dan keluarnya atau tergerusnya sedimen dasar perairan pada struktur bangunan ke suatu tempat. Kondisi terakhir ini yang menyebabkan terjadinya ketidakstabilan struktur bangunan di pesisir dan di lepas pantai.

Untuk mengatasi hal ini perlu dikaji kondisi sirkulasi perairan, pergerakan sedimen dan partikel perairan dan kondisi gelombang di perairan tersebut sebelum dan sesudah dibangunan struktur bangunan. Kajian ini melalui modul-modul model untuk mensimulasikan penyebab ketidakstabilan kondisi struktur bangunan. Modul Hidrodinamika disediakan untuk menelaah pola sirkulasi dan tinggi muka laut di perairan. Berbagai macam modul model gelombang disediakan untuk mengkaji karakteristik parameter gelombang. Pemilihan modul gelombang yang tepat tergantung dari karakteristik perairannya. Perpindahan sedimen disimulasikan dengan modul Pergerakan Sedimen Dasar. Jika diperlukan kajian yang lebih mendalam pada daerah di perairan estuari maka modul Aliran Sungai dapat diintegrasikan sehingga dapat menganalisis secara lebih komprehensif.

Modul model yang dapat digunakan untuk membangun model dengan skenario dan simulasi kestabilan bangunan lepas pantai dapat dilihat pada menu yang terdapat di bagian kanan.

================================================================

Perangkat Analisis Gelombang

Sumber: http://zonabmi.org/modul/perangkat-analisis-gelombang.html

Modul analisis gelombang merupakan modul analisis tingkat tinggi untuk menganalisis data deret berkala gelombang yang diperoleh dari model fisik, simulasi numerik atau observasi di lapangan. Modul ini terdiri dari empat sub modul yaitu sebagai berikut:

1. Analisis spektral gelombang

Sub modul ini dapat menganalisis data deret berkala gelombang kedalam domain frekuensi melalui Fast Fourier Transform (FFT). Oleh karena itu diasumsikan bahwa data deret berkala gelombang terdiri dari tidak terbatas gelombang dengan tidak terbatasnya amplitude dan fase gelombang yang membentuk superposisi. Fasilitas dari sub modul ini adalah sebagai berikut:

- Auto Spectrum
- Cross Spectrum (amplitude dan phase)
- Cross Spectrum (real dan imaginary parts)
- Frequency response spectrum (gain dan phase)
- Coherent power spectrum
- Coherence spectrum

2. Analisis filter digital

Sub modul filter digital menyediakan berbagai macam opsi dari filter digital. Secara umum filtering adalah merupakan proses untuk pemilihan, pelemahan dan penekanan beberapa komponen frekuensi tertentu dari sinyal deret berkala dengan jumlah tertentu sehingga terbentuk pola dari spektrum frekuensi dari sinyal. Filter ini menggunakan pengkelasan filter yang disebut Finite Impulse Response (FIR) atau juga dikenal sebagai non-recursive filter. Filter ini mengkarakteristikan dengan koefisien filter tertentu didalam domain waktu dan menurunkan dengan fungsi transfer tertentu kedalam domain frekuensi. Pengoperasian filter lebih mudah dengan cara memberikan data deret berkala dengan menggunakan beberapa koefisien filter.

3. Analisis arah gelombang

Sub modul ini adalah merupakan perangkat yang efisien untuk menganalisis arah gerak gelombang dimana data tinggi muka laut dan kecepatan orthogonal (fluxes) bergerak bersamaan. Sub modul ini berdasarkan perhitungan dari Maximum Entropy Method (MEM) yang dikembangkan oleh Nwogu et al, (1987). Sub modul ini terdiri dari beberapa spektrum, fungsi dan properti yaitu sebagai berikut:

- Spektrum arah atau fungsi penyebaran arah
- Penyebaran arah energi atau distribusi arah (frekuency integrated).
- Spektrum tinggi muka laut.
- Fungsi rata-rata arah gelombang dan fungsi penyebarannya.
- Nilai spektral
- Rata-rata arah dan penyebaran gelombang

4. Analisis perjalanan gelombang

Sub modul ini untuk menganalisis perjalanan atau trak dari rute gelombang (zero-crossing analysis) dari satu titik ke titik yang lain dalam satu alur gelombang. Dalam satu alur gelombang dari data deret waktu, ditentukan dengan cara membagi data deret waktu dengan satu kejadian alur gelombang terhadap tinggi muka air di atas atau di bawahnya. Pada setiap kejadian satu siklus gelombang dapat ditentukan nilai-nilai parameter gelombang tersebut yaitu sebagai berikut:

- Nilai puncak ke puncak gelombang berikutnya
- Level perjalanan gelombang ke gelombang pecah.
- Level perjalaman gelombang yang dilaluinya
- Level dari rerata muka air ke gelombang pecah
- Level dari rerata muka air yang dilalui gelombang
- Standar deviasi dari tiap kejadian gelombang
- Waktu tempuh gelombang
- Lamanya (periode) dari kejadian gelombang

Hasil dari analisis tersebut dapat disajikan berupa diagram pencar atau untuk memperlihatkan peluang penyebarannya dapat disajikan dalam bentuk histogram. Untuk menghilangkan dampak dari nilai-nilai yang kecil dari pengamatan akibat adanya gangguan (noise), dapat dilakukan filter pada perjalanan gelombang.

Penerapan modul perangkat analisis gelombang dapat dimodelkan dan disimulasikan dengan berbagai skenario dengan aplikasi yang terdapat pada menu di samping kanan.

=================================================================

Hidrodinamika

Sumber: http://zonabmi.org/index.php/modul/hidrodinamika

Modul hidrodinamika mensimulasikan variasi tinggi muka laut dan aliran arus yang dibangkitkan oleh beberapa sumber meliputi pasang-surut, angin, debit, dan refraksi gelombang (Stationary atau Quasi Stationary) serta parameter lain meliputi kekasaran dasar perairan (Manning Number atau Chezy Number), dan viskositas eddy (Flux atau Velocity based). Luaran dari modul hidrodinamika meliputi water level, P Flux, Q Flux, surface elevation, U-velocity, V-velocity, still water depth, x-shear stress dan y-shear stress.

Modul hidrodinamika ini dapat diterapkan pada domain area berbentuk grid (rectangular grid) baik satu atau kombinasi beberapa domain grid dan dalam bentuk mesh (flexible Mesh / Finite Mesh). Modul hidrodinamika dapat dituangkan dalam bentuk model hidrodinamika 2D (dua dimensi) untuk melihat aliran hidrodinamika dengan domain spasial atau 3D (tiga dimensi) untuk melihat aliran hidrodinamika dengan domain spasial dan vertikal.

Penerapan modul hidrodinamika dapat dimodelkan dan disimulasikan dengan berbagai skenario dengan aplikasi yang terdapat pada menu di samping kanan.

=================================================================

Pergerakan Sedimen Dasar

sumber: http://zonabmi.org/index.php/modul/pergerakan-sedimen-dasar

Modul pergerakan sedimen dasar terdiri dari dua tipe sedimen yaitu sedimen kohesif (Cohesive) dan sedimen tidak kohesif (Non Cohesive). Pada dasarnya modul ini merupakan proses gabungan dari partikel sedimen tersuspensi dengan sedimen dasar perairan. Fraksi (fraction) butiran sedimen tersuspensi dan lapisan (layer) sedimen dasar dapat ditetapkan sampai dengan maksimum 8 fraksi dan layer. Modul pergerakan sedimen dasar dapat disimulasikan dengan jenis grid maupun mesh dan dapat dalam bentuk 2D (2 dimensi) dan 3D (3 dimensi).

Luaran dari modul pergerakan sedimen dasar adalah ketebalan sedimen (thickness), massa sedimen dasar (bed mass), deposisi bersih sedimen (net deposistion) dan akumulasi deposisi bersih sedimen (accumulated net deposistion) dari tiap fraksi atau lapisan atau dapat dihitung dari total fraksi atau lapisan. Data dasar yang dibutuhkan untuk memodelkan pergerakan sedimen dasar adalah dari modul hidrodinamika yaitu meliputi batimetri, inisial tinggi muka laut, viskositas eddy (Flux atau Velocity based) dan kekasaran dasar perairan (Manning Number atau Chezy Number) dengan gaya pembangkit hidrodinamika meliputi pasang-surut, angin, debit dan refraksi gelombang (Stationary atau Quasi Stationary). Data yang dibutuhkan untuk modul pergerakan sedimen kohesif dasar adalah sebagai berikut:

Inisial konsentrasi sedimen
Sumber-sumber sedimentasi (point sources)
Fraksi sedimen (maksimum 8 fraksi)
Lapisan sedimen (maksimum 8 lapis)
Koefisien penyebaran (Dispersion Coeff.) dengan dua opsi tidak tergantung terhadap arus maupun tergantung oleh besaran arus
Pembangkit sedimen (forcing sediment) yang terdiri dari 2 parameter yaitu gelombang (wave) dan pengerukan (dredging)
Parameter kolom air sedimen tersuspensi (water column parameter) yang terdiri dari koefisien settling dengan kecepatan menggunakan flocculation atau tanpa flocculation yang menggunakan metode dari Winterwerp atau Formula Richardson dan Zaki dengan mempertimbangkan hindered settling dan koefisien deposition yang terdiri dari Rouse Profile atau Teeter Profile.
Parameter dasar perairan yang terdiri dari koefisien erosi sedimen, densitas dari lapisan sedimen, koefisien penggelindingan sedimen (sliding), parameter pembentukan morphologi, kekasaran dasar perairan dan koefisien peralihan antar lapisan sedimen (transition layer)

Data yang dibutuhkan untuk modul pergerakan sedimen non kohesif dasar (pasir) adalah sebagai berikut:

Parameter hidrodinamika arus atau arus dan gelombang
Jika menggunakan parameter arus maka modul yang digunakan dari teori transport sedimen dengan formula Engelund & Hansen, Engelund & Fredsøe, Zyserman & Fredsøe, Meyer-Peter & Muller, Ackers & White dan Van Rijn dengan koefisien densitas relatif sedimen, critical shield parameter, suhu perairan, bed load factor dan suspended load factor.
Jika menggunakan parameter arus dan gelombang maka modul yang digunakan dari STP deterministic (classical two-dimensional /2DH dan quasi three-dimensional /Q3D) dan metode Bijker’s (densitas relatif sedimen, suhu perairan dan bed load tranport sediment). Data ketinggan dan periode gelombang digunakan pula jika menggunakan parameter arus dan gelombang.
Kekasaran dasar perairan dengan menggunakan formula dari Manning number atau Chezy number.
Karakteristik sedimen meliputi ukuran butiran, porosity dan gradation coefficient.
Parameter morphologi meliputi skema yang digunakan yaitu FTCS atau Lax-Wendroff
Metode filter yaitu koefisien courant.
Faktor skala bed slope diffusivity effect.
Kondisi batas lateral meliputi sediment flux gradient, bed level gradient, sediment flux gradient inflow dan outflow.

==================================================================

Gelombang Spektral

Sumber: http://zonabmi.org/index.php/modul/gelombang-spektral

Modul model gelombang spektral adalah generasi baru pemodelan gelombang yang dibangkitkan oleh angin pada jenis grid mesh (unstructured meshes). Modul model ini mensimulasikan pertumbuhan, pelemahan dan transformasi dari gelombang yang dibangkitkan oleh angin dan swell di pesisir dan lepas pantai. Formulasi persamaan yang digunakan terdiri dari dua tipe yaitu sebagai berikut:

1. Formulasi parameterisasi arah berpasangan gelombang spektral.
Tipe ini menggunakan persamaan konservatif dimana parameterisasi dari domain frekuensi aksi spektrum gelombang ditentukan oleh variabel yang digunakan oleh Holthuijsen (1989).

2. Formulasi semua arah gelombang spektral.
Tipe ini menggunakan persamaan konservatif dimana parameterisasi dari domain frekuensi aksi spektrum gelombang ditentukan oleh variabel yang digunakan oleh Komen et al (1994) dan Young (1999).

Kedua formulasi tersebut, dapat diterapkan pada koordinat cartesian untuk skala dengan luas daerah pelabuhan dan pesisir pantai atau dengan menggunakan koordinat spherical pada daerah di lintang tinggi atau untuk skala dengan luas daerah yang besar (Laut Banda, Selatan Jawa, Laut Jawa, Selat Sunda dan lain-lain).

Modul model gelombang spektral telah menyertakan perhitungan-perhitungan yang mengakomodir fenomena-fenomena fisik meliputi sebagai berikut:

1. Pertumbuhan gelombang yang dibangkitkan oleh angin.
2. Interaksi antara gelombang-gelombang non linier.
3. Pelemahan gelombang yang disebabkan oleh karakteristik batas perairan
4. Pelemahan gelombang yang disebabkan oleh kekasaran dasar perairan
5. Pelemahan gelombang yang disebabkan oleh kedalaman yang menyebabkan gelombang pecah.
6. Refraksi dan shoaling gelombang karena variasi kedalaman.
7. Interaksi antara arus dan gelombang.
8. Efek perubahan kedalaman akibat pasang-surut.

Diskretisasi dari persamaan gelombang pada koordinat geografik dan spherical menggunakan sel terpusat pada metode finite volume. Integrasi waktu yang digunakan adalah dengan pendekatan langkah fraksional dimana metode eksplisit multi sekuensial dipakai untuk propagasi aksi gelombang.

Data-data yang dibutuhkan untuk mensimulasikan modul model gelombang spektral adalah sebagai berikut:

1. Batimetri
2. Spektral diskretisasi
3. Tinggi muka laut
4. Arus permukaan laut
5. Angin
6. Energi transfer antar gelombang
7. Tinggi gelombang pecah
8. Kekasaran dasar perairan
9. White capping
10. Syarat batas meliputi : parameter gelombang, spektrum aksi gelombang, spektrum energi gelombang atau batas lateral.

Luaran dari modul gelombang spektral adalah sebagai berikut:

Tinggi gelombang signifikan

Maksimum tinggi gelombang
Periode puncak gelombang
Periode gelombang T01
Periode gelombang T02
Periode gelombang Tm10
Arah puncak gelombang
Rata-rata arah gelombang
Standar deviasi arah gelombang
Komponen kecepatan gelombang
Gaya radiasi gelombang

==================================================================

Gelombang Spektral di Perairan Dangkal

Sumber http://zonabmi.org/index.php/modul/gelombang-spektral-di-perairan-dangkal

Modul model gelombang ini tepat digunakan di perairan dangkal untuk memperlihatkan perambatan gelombang yang dibangkitkan oleh angin, proses pembentukannya dan pelemahan gelombang dengan periode pendek dengan banyak gelombang pecah di perairan dangkal. Modul ini juga dapat menggambarkan terjadinya refraksi dan shoaling gelombang karena adanya efek perubahan kedalaman, kondisi angin lokal dan pelemahan energi gelombang karena pengaruh dari friksi dasar perairan dan gelombang pecah. Modul ini pula dapat memperlihatkan efek dari interaksi antara gelombang dan arus.

Modul gelombang ini bersifat stasioner, bervariasi berpasangan arah dan merupakan modul parametrik gelombang. Interaksi antara arus dan gelombang menggunakan persamaan koservasi untuk densitas aksi gelombang. Parameterisasi dari persamaan konservasi di dalam domain frekuensi dibentuk dari zeroth dan first moment dari aksi gelombang yang merupakan variabel bebas.

Spektrum frekuensi diasumsikan sebagai puncak gelombang individu yang berarti bahwa interaksi fenomena gelombang di laut tidak dapat disimulasikan (open wind-wave dan swell). Persamaan dasar yang digunakan adalah teknik deferensiasi dari finite Eulerian dengan rectangular grid pada berbagai variasi diskret dari arah gelombang.

Modul ini tepat untuk menelaah gangguan gelombang pada pesisir pantai. Kajian yang mendalam mengenai tinggi gelombang, periode gelombang dan arah gelombang merupakan faktor penting untuk mengestimasi gaya-gaya pembentuk gelombang di sepanjang garis pantai. Hal penting dari enjinering pantai adalah untuk keperluan transport sedimen dimana pada daerah di dekat pantai sangat besar ditentukan oleh kondisi gelombang dan gelombang yang berasosiasi dengan arus. Arus yang terbentuk oleh gelombang dibangun melalui gaya-gaya radiasi gelombang pada permukaan air.

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam membangun model gelombang dengan modul ini adalah apakah fenomena-fenomena yang akan ditelaah sudah diakomodir oleh modul ini? Fenomena-fenomena gelombang tersebut meliputi sebagai berikut:

1. Shoaling
2. Refraksi Gelombang
3. Difraksi Gelombang
4. Refleksi Gelombang
5. Pelemahan gelombang karena kekasaran dasar perairan.
6. Penghalang gelombang
7. Pemecah gelombang
8. Pembangkit dari angin
9. Penyebaran frekuensi gelombang
10. Penyebaran arah gelombang

Modul gelombang ini dapat mengkaji dengan mendalam fenomena-fenomena tersebut di atas kecuali difraksi gelombang, refleksi gelombang, interaksi antar gelombang dan penghalang gelombang.

Data-data yang dibutuhkan untuk mensimulasikan modul gelombang spektral di perairan dangkal adalah sebagai berikut:

1. Batimetri
2. Syarat batas lepas pantai (tipe syarat batas dan parameter syarat batas) dan syarat batas lateral (Symetrical atau absorbing)
3. Diskretisasi arah gelombang
4. Parameter numerik
5. Pelemahan gelombang oleh dasar perairan
6. Tinggi muka laut
7. Gelombang pecah
8. Parameter interaksi gelombang dan arus
9. Gaya pembangkit angin

Luaran dari modul gelombang Spektral di perairan dangkal adalah sebagai berikut:

1. Parameter-parameter gelombang
2. Komponen vektor gelombang
3. Gaya radiasi gelombang.

==================================================================

Gelombang Parabolic Mild Slope

sumber: http://zonabmi.org/index.php/modul/gelombang-parabolic-mild-slope

Modul model gelombang parabolic mild slope adalah model gelombang linier refraksi-difraksi dengan basis persamaan dari pendekatan parabolik sampai dengan persamaan elliptic mild slope. Modul ini memecahkan pengaruh dari refraksi dan shoaling gelombang karena adanya variasi kedalaman dan efek dari refraksi gelombang di sepanjang arah dan pelemahan energi gelombang karena pengaruh friksi dasar perairan dan gelombang pecah. Modul ini juga memperlihatkan pengaruh dari frekuensi dan penyebaran arah gelombang dengan menggunakan persamaan linier superposisi.

Modul gelombang ini berbasis persamaan dengan pendekatan dari parabolik sampai dengan persamaan mild slope. Beberapa pendekatan parabolik diterapkan dari mulai pendekatan simple dengan sudut gelombang yang kecil sampai dengan gelombang besar dengan sudut gelombang yang besar (kurang lebih sampai dengan 60°). Persamaan parabolik yang dipakai menggunakan skema finite difference dari Crank-Nicholson.

Modul ini tepat digunakan untuk mengkaji gangguan gelombang pada perairan pantai terbuka atau pada perairan pantai terbuka dengan terdapat struktur bangunan (pemecah gelombang, penghalang gelombang dan lain-lain) dimana gelombang pantul dari refraksi gelombang oleh struktur bangunan dapat diabaikan dan dimana difraksi gelombang terutama terjadi pada arah gelombang utama. Modul ini sangat penting untuk mengkaji kondisi gelombang (tinggi gelombang, periode gelombang dan arah gelombang) dan arus yang terbentuk dari gelombang untuk melakukan studi mengenai transport sedimen dan pola erosi dan disposisi pada zona-zona pantai.

Modul gelombang ini tidak secara tepat untuk mengkaji kondisi refraksi dan difraksi gelombang terutama jika melakukan studi untuk mengetahui pola difraksi dan refraksi gelombang pada pelabuhan dengan banyak struktur bangunan pantai, tetapi dapat dimanfaatkan untuk melakukan kajian mengenai kekuatan dan kestabilan struktur bangunan pelabuhan, tidak untuk melihat dampak dari refraksi dan difraksi gelombang terhadap kestabilan kapal dan manuver kapal di pelabuhan.

1. Shoaling
2. Refraksi Gelombang
3. Difraksi Gelombang
4. Refleksi Gelombang
5. Pelemahan Gelombang karena friksi dasar perairan
6. Blok Gelombang
7. Gelombang Pecah
8. Angin pembangkit gelombang
9. Penyebaran frekuensi gelombang
10. Penyebaran arah gelombang
11. Interaksi antar gelombang
12. Interaksi gelombang dan arus

Data-data yang dibutuhkan untuk mensimulasikan modul gelombang Parabolic Mild Slope adalah sebagai berikut:

1. Batimetri
2. Syarat batas lepas pantai meliputi monokromatik, acak, irregular unidirection, regular direction dan irregular direction.
3. Syarat batas lateral meliputi relecting, absorbing dan symmetrical.
4. Tinggi muka laut
5. Koefisien parabolic meliputi model simple, model Pade’s dan model minimax
6. Interface pelemahan gelombang dengan atau tanpa filter
7. Friksi dasar perairan dengan menggunakan persamaan Nikuradse roughness atau faktor friksi gelombang.
8. Parameter gelombang pecah

Luaran dari modul gelombang Parabolic Mild Slope adalah sebagai berikut:

1. Tinggi gelombang
2. Arah gelombang
3. Periode gelombang
4. Tinggi muka laut
5. Komponen kecepatan gelombang
6. Gaya radiasi gelombang

==================================================================

Gelombang Elliptic Mild Slope

Sumber: http://zonabmi.org/index.php/modul/gelombang-elliptic-mild-slope

Modul model gelombang ini menggunkan solusi persamaan numerik yang efisien sehingga disebut mild-slope equation dimana persamaan numerik yang dibangun menggunakan persamaan gerak hormonik gelombang infinitesimal height pada paparan dasar perairan yang mempunyai kemiringan yang stabil. Modul ini mengikutkan persamaan linier refraksi-difraksi gelombang termasuk gelombang pecah, friksi dan pembauran gelombang. Refraksi parsial dan transmisi gelombang yang melalui pier (struktur pelabuhan) dan pemecah ombak juga diikutsertakan. Lapisan sponge (peredam gelombang) juga digunakan ketika membutuhkan solusi numerik lapisan penyerapan energi gelombang. Modul gelombang ini juga terdapat persamaan numerik untuk gaya radiasi gelombang yang digunakan untuk penyilangan rambatan gelombang dan di daerah dimana terjadi difraksi gelombang yang besar.

Modul gelombang elliptic mild slope ini merupakan modul dengan metode solusi yang unik. Variasi waktu harmonik diekstrak dan persamaan eliptik diformulasikan sebagai persamaan massa dan momentum dengan metode skema finite difference dengan algoritma ADI. Perhitungan periode gelombang ditentukan dari tinggi gelombang, komponen kecepatan partikel, tinggi muka laut dan khususnya gelombang pecah ditentukan dari gaya radiasi gelombang di area yang dimodelkan.

Modul model gelombang ini digunakan untuk mengkaji resonansi gelombang dipelabuhan, periode gelombang panjang dan untuk mengkalkulasikan gaya-gaya gelombang pada daerah pantai yang tidak terlalu luas dimana pengaruh difraksi dan gelombang pecah sangat penting untuk diperhitungkan. Gaya pembangkit gelombang yang dominan adalah dari monokromatik dan unidirectional. Modul gelombang ini dapat diterapkan pada semua profil kedalaman dasar perairan dan terbatas pada efek-efek non linier meliputi dispersi amplitudo gelombang dan interaksi antar gelombang. Model ini sangat baik untuk mengkaji gangguan gelombang di pelabuhan dengan periode gelombang pendek.

1. Shoaling
2. Refraksi Gelombang
3. Difraksi Gelombang
4. Refleksi Gelombang
5. Pelemahan gelombang akibat kekasaran dasar perairan
6. Gelombang pecah
7. Angin sebagai gaya pembangkit gelombang
8. Penyebaran frekuensi gelombang
9. Penyebaran arah gelombang
10. Interaksi antar gelombang
11. Interaksi gelombang dan arus

Data-data yang dibutuhkan untuk mensimulasikan modul gelombang Elliptic Mild Slope adalah sebagai berikut:

1. Batimetri
2. Syarat batas absorbing gelombang.
3. Refleksi gelombang parsial
4. Gelombang pecah
5. Parameter friksi dasar perairan
6. Tinggi gelombang
7. Periode gelombang

Luaran dari modul gelombang Elliptic Mild Slope adalah sebagai berikut:

1. Parameter gelombang
2. Tinggi gelombang relatif

==================================================================

Refraksi-difraksi Gelombang

Sumber: http://zonabmi.org/index.php/modul/refraksi-difraksi-gelombang

Modul refraksi-difraksi gelombang ini merupakan gabungan dari beberapa modul gelombang meliputi modul gelombang spektral, gelombang spektral di perairan dangkal, gelombang dengan parabolic mild-slope pada area luas dan elliptic mild-slope pada area yang tidak luas (pelabuhan) dimana aspek penting dari faktor-faktor yang menyebabkan terjadinya refraksi-difraksi gelombang sangat penting untuk dikaji dan ditelaah secara mendalam. Gaya-gaya pembangkit gelombang dapat beragam dengan disertai asumsi-asumsi yang luas mengenai formula yang digunakan untuk mensimulasikan terjadinya refraksi-difraksi gelombang.

Kombinasi gaya pembangkit gelombang dan asumsi yang digunakan dengan formula tertentu baik untuk menelaah pola dan rambatan refraksi dan difraksi gelombang. Simulasi ini bermanfaat untuk membangkitkan skenario yang tepat untuk mensimulasikan kondisi refraksi dan difraksi gelombang. Refraksi dan difraksi gelombang yang dihasilkan dapat terbentuk dari mulai periode gelombang pendek sampai dengan periode gelombang panjang, tergantung dari luasan area model dan asumsi formula yang digunakan.

Data-data yang digunakan tergantung dari gaya-gaya pembangkit gelombang yang disertakan dan asumsi formula yang digunakan. Secara lebih menditail dapat dilihat pada modul gelombang spektral, gelombang spektral di perairan dangkal, gelombang dengan parabolic mild-slope pada area luas dan elliptic mild-slope pada area yang tidak luas (pelabuhan).

Luaran dari modul gelombang ini berupa parameter gelombang meliputi tinggi gelombang, periode gelombang dan pola rambatan kecepatan dan arah komponen gelombang.

Penerapan modul refraksi-difraksi gelombang dapat dimodelkan dan disimulasikan dengan berbagai skenario dengan aplikasi yang terdapat pada menu di samping kanan.

=================================================================

Gelombang Boussinesq

Sumber: http://zonabmi.org/index.php/modul/gelombang-bussinesq

Modul gelombang Boussinesq merupakan modul gelombang termutahir dengan formulasi persamaan numerik kompleks yang digunakan. Persamaan Boussinesq telah menyertakan perhitungan nonlinearity sebagai dispersi frekuensi. Pada dasarnya dispersi frekuensi dimasukan dalam persamaan momentum untuk memperlihatkan efek dari akselerasi vertikal pada tekanan massa air yang berbeda. Modul gelombang Boussinesq memecahkan persamaan numerik dengan menggunakan flux-formulation dengan menambahkan karakteristik dispersi linier gelombang. Persamaan ini dikembangkan pertama kali oleh Madsen et al (1991) dan Madsen and Sørensen (1992) sehingga berhasil untuk mensimulasikan modul gelombang Boussinesq dengan perambatan dari mulai perairan dalam sampai dengan perairan dangkal.

Modul model gelombang Boussinesq ini kemudian dikembangkan lagi pada zona permukaan dengan menambahkan formulasi gelombang pecah dan pergerakan gelombang di pinggir pantai oleh Madsen et al (1997a,b), Sørensen and Sørensen (2001) dan Sørensen et al (1998, 2004). Modul gelombang Boussinesq ini memiliki kapabilitas untuk mensimulasikan kombinasi semua efek gelombang di marina, pelabuhan dan di pesisir pantai meliputi fenomena gelombang sebagai berikut:

1. Shoaling
2. Refraksi Gelombang
3. Difraksi Gelombang
4. Gelombang pecah
5. Pelemahan gelombang karena kekasaran dasar perairan
6. Pergerakan dan perubahan garis pantai
7. Refleksi parsial dan transmisi gelombang
8. Interaksi non-linear gelombang
9. Penyebaran frekuensi gelombang
10. Penyebaran arah gelombang

Fenomena gelombang lainnya yang dapat dikaji dan ditelaah lebih mendalam oleh modul gelombang Boussinesq adalah penggabungan gelombang, hentakan gelombang di permukaan, ikatan gelombang sub harmonik dan super harmonik dan interaksi harmonik resonansi gelombang pendek. Selain itu pula modul gelombang Boussinesq ini dapat pula secara menditail memperlihatkan pembentukan dan pelepasan osilasi gelombang dengan frekuensi rendah karena adanya transformasi gelombang. Fenomena-fenomena gelombang ini sangat penting dikaji untuk melakukan studi tentang resonansi gelombang di pelabuhan dan pesisir pantai.

Modul gelombang Boussinesq ini terdiri dua yaitu sebagai berikut:

1. 2DH gelombang Boussinesq, dimana gelombang dapat disimulasikan dalam skala ruang dua dimensi. Persamaan gelombang Boussinesq diterapkan pada metode teknik implisit finite difference dengan variabel yang didefinisikan pada grid rectangular.
2. 1DH gelombang Boussinesq, dimana gelombang dapat disimulasikan dalam skala ruang satu dimensi. Persamaan gelombang Boussinesq diterapkam pada metode teknik finite element Galerkin dengan variabel campuran yang diinterpolasikan pada grid unstructured (mesh) atau pada grid rectangular.

Dinamika osilasi zona gelombang permukaan dan zona sapuan gelombang dapat diterapkan dengan modul-modul ini pada semua jenis profil perairan pantai. Modul gelombang Boussinesq ini dapat juga menyertakan efek porositas perairan untuk mensimulasikan refleksi parsial dan transmisi gelombang melalui struktur bangunan seperti dermaga, penghalang dan pemecah gelombang. Lapisan sponge dapat pula digunakan untuk mensimulasikan pengaruh absorpsi energi gelombang. Selain itu hal yang tidak kalah pentingnya dari fenomena gelombang adalah modul gelombang Boussinesq ini dapat pula mensimulasi gaya pembangkit gelombang internal (soliton) dari kolom perairan.

Penerapan utama dari modul gelombang Boussinesq adalah untuk menentukan dan mengkaji dinamika gelombang di dermaga dan di pelabuhan pada daerah pesisir pantai. Gangguan di dalam pelabuhan merupakan faktor yang sangat penting ketika para enjiner memilih daerah konstruksi dan menentukan disain pelabuhan yang optimal dengan kriteria yang dapat diterima jika terjadi gangguan oleh gelombang dengan mempertimbangkan pergerakan kapal, penentuan penempatan mooring dan penempatan kapal-kapal.

Secara lebih detail modul gelombang Boussinesq terbagi menjadi dua sub modul dengan masing-masing sub modul tersebut memiliki aplikasi-aplikasi tertentu. Aplikasi dari masing-masing sub modul tersebut adalah sebagai berikut:

1. 2DH gelombang Boussinesq, yaitu:

Penentuan gangguan gelombang akibat adanya efek angin dan swell
Analisis osilasi frekuensi rendah, resonansi gelombang oleh gelombang pendek akibat adanya gelombang panjang
Transformasi gelombang di pesisir pantai dimana fenomena refleksi dan difraksi gelombang merupakan faktor penting yang harus dipertimbangkan
Perhitungan gelombang permukaan termasuk gelombang yang mengakibatkan terbentuknya arus dan runup atau rundown.
Simulasi dari perambatan dan transformasi gelombang transien seperti gelombang yang terbentuk oleh gerakan kapal dan tsunami.

2. 1DH gelombang Boussinesq, yaitu:

Perhitungan transformasi gelombang untuk gelombang non-linier dari kedalaman kolom air menuju zona permukaan sampai ketepi pantai
Analisis pembentukan dan pelepasan gelombang dengan frekuensi rendah
Pengkajian gelombang pecah, pembentukan gelombang dari arus bawah laut dan runup pada bentukan struktur, dermaga dan pantai

1. Shoaling
2. Refraksi Gelombang
3. Difraksi Gelombang
4. Refleksi parsial dan transformasi gelombang
5. Pelemahan Gelombang karena friksi dasar perairan
6. Runup
7. Gelombang Pecah
8. Angin pembangkit gelombang
9. Penyebaran frekuensi gelombang
10. Penyebaran arah gelombang
11. Interaksi antar gelombang
12. Interaksi gelombang dan arus

Data-data yang dibutuhkan untuk mensimulasikan modul gelombang Boussinesq adalah sebagai berikut:

1. Batimetri
2. Faktor dispersi gelombang terhadap kedalaman
3. Parameter numerik dari diskretisasi fungsi konvektif
4. Syarat batas gelombang
5. Nilai nyata daratan
6. Tinggi muka laut
7. Pembangkit gelombang internal
8. Koefisien kekasaran dasar perairan
9. Viskositas Eddy
10. Metode filter (Low Pass filter)
11. Parameter gelombang pecah
12. Parameter pergerakan gelombang di pinggir pantai
13. Nilai porositas pada struktur bangunan (refleksi dan transmisi gelombang)
14. Nilai sponge pada struktur bangunan (absorpsi gelombang)

Luaran dari modul gelombang Boussinesq adalah sebagai berikut:

1. Tinggi muka laut
2. Level kedalaman
3. P Flux
4. Q Flux
5. Ketebalan intensitas gelombang pecah (Roller thickness)
6. Sudut gelomabng pecah (Roller angle)
7. Tinggi gelombang signifikan
8. Maksimum tinggi gelombang
9. Maksimum tinggi muka laut
10. Minimum tinggi muka laut
11. Rata-rata tinggi muka laut
12. Rata-rata P Flux
13. Rata-rata Q Flux
14. Rata-rata kecepatan komponen zonal
15. Rata-rata kecepatan komponen meridional
16. Rata-rata ketebalan intensitas gelombang pecah (Roller thickness)
17. Sudut kemiringan dari sumbu simetris gelombang secara horizontal (Skewness)
18. Sudut kemiringan dari sumbu simetris gelombang secara vertikal (Atiltness)
19. Sudut kemiringan gelombang untuk mengidentifikasikan karakteristik gelombang non-Gaussian (Kurtosis)
20. Gaya radiasi gelombang

Cari Blog Ini

Aco Wahyudi Efendi