PHAROS - Mô hình tính toán sự chuyển động sóng cộng hưởng

Mô hình sóng Pharos được sử dụng để tính toán sự chuyển động sóng cộng hưởng ở các bến cảng. Mô hình này đã được áp dụng trong một loạt các dự án nghiên cứu và kỹ thuật trên toàn thế giới. Biện pháp thi công, như phần kéo dài của đê chắn sóng, hoặc sự điều chỉnh các bến cảng, có thể làm giảm sự khuấy trộn sóng hoặc sự công hưởng ở bến cảng có thể được đánh giá với mô hình.

Toàn cầu hóa thúc đẩy một sự gia tăng lớn trong thương mại quốc tế. Do đó, các trung tâm công nghiệp và thương mại trên thế giới liên kết với nhau. Điều này đặt một áp lực rất lớn trên bến cảng, đóng một vai trò thiết yếu trong việc vận chuyển hàng hoá. Năng lực thông qua của bến cảng phải tăng lên để ứng phó với nhu cầu. Bên cạnh những phát triển, cảng địa phương cũng mở rộng để cung cấp không gian cho việc ngày càng tăng các tàu lưu đậu.

Tùy thuộc vào chức năng của cảng, nó sẽ cần phải thực hiện với sự an toàn và điều kiện cần thiết của quá trình hoạt động. Mẫu cảng thiết kế cần điều kiện thủy lực được giảm và giảm đến mức tối thiểu thời gian dừng hoạt động của các bến cảng. Khi công trình xây dựng tốn kém, thì rất đáng để nghiên cứu (trong việc giảm tải thủy lực) việc thiết kế bến cảng trước khi xây dựng.

Trong Deltares mô hình sóng Pharos được sử dụng để tính toán sự chuyển động sóng cộng hưởng ở các bến cảng. Mô hình này đã được áp dụng trong một loạt các dự án nghiên cứu và kỹ thuật trên toàn thế giới. Biện pháp thi công, như phần kéo dài của đê chắn sóng, hoặc sự điều chỉnh các bến cảng, có thể làm giảm sự khuấy trộn sóng hoặc sự công hưởng ở bến cảng có thể được đánh giá với mô hình.

Một số phạm vi nghiên cứu điển hình có thể sử dụng Pharos

- Đánh giá về chất lượng của một vị trí cập bến, trong điều kiện an toàn, tiện lợi.

- So sánh các biện pháp giảm nhẹ như bố trí đê chắn sóng khác nhau hoặc lựa chọn thiết kế tường bờ.

- Xác định có hay không hành vi cộng hưởng tại lưu vực bến cảng do các điều kiện sóng khác nhau (sự dao động mực nước)

Cụ thể

Một trong những khía cạnh quan trọng nhất của thiết kế cảng là mức độ mà cả hai sóng dài và ngắn thâm nhập vào các công trình cập bến. Tàu thả neo có thể phản ứng lại các sóng này dẫn đến thời gian chết trong hoạt động bốc xếp hoặc thậm chí thiệt hại cho các dây buộc tàu hoặc các bộ giảm va. Bến cảng phản ứng cộng hưởng với sóng dài có thể là những phiền hà đặc biệt, kể từ khi thả neo tàu lớn có thể có một phản ứng cộng hưởng tương ứng.

Mô hình sóng bằng số Pharos (Program for HARbour Oscillations) dự báo chính xác sự xâm nhập sóng ngắn xung quanh cấu trúc ven biển như đê chắn sóng và hành vi cộng hưởng của các khu vực kín bởi sự cố sóng dài. Do đó, nó cung cấp cho các nhà phát triển cảng với các thông tin có giá trị trong giai đoạn thiết kế của một bến cảng, hoặc khi việc tối ưu hóa cảng là cần thiết.

Lý thuyết khái quát

Pharos tính toán các giải pháp của phương trình elip dốc nhẹ được xây dựng bởi Berkhoff (1972). Phương trình này tri phối việc truyền sóng tuyến tính trên một độ sâu dốc nhẹ, không có hạn chế độ sâu nước.

Các quá trình vật lý sau đây được bao gồm:

- Nhiễu xạ

- Khúc xạ tương xứng do thay đổi chiều cao

- Khúc xạ bởi những dòng môi trường xung quanh

- Sự dao động mực nước

Ứng dụng của Pharos

Pharos có thể được áp dụng cho tất cả các thiết kế bến cảng có thể tưởng tượng, từ đơn giản đến rất phức tạp. Nó kết hợp tính toán chất lượng cao với chi phí tính toán tương đối thấp, cho phép các nhà phát triển bến cảng đánh giá chất lượng của các bố trí cảng khác nhau. Hai lĩnh vực chính của ứng dụng là khuấy trộn sóng ngắn và cộng hưởng sóng dài (sự thay đổi mực nước).