Perpustakaan Digital ITB

Pada disertasi ini diformulasikan model numerik non-hidrostatik dua lapisan yang efisien untuk mengatasi keterbatasan NSWE dalam menghitung frekuensi bagi gelombang pendek. Pada NSWE, ketidakhomogenan arah vertikal diabaikan. Dengan mempertimbangkan ketidakhomogenan secara vertikal tersebut dan memasukkan suku tekanan hidrodinamik, maka pada penelitian ini algoritma non-hidrostatik secara langsung dapat ditambahkan ke dalam skema eksplisit NSWE yang sudah ada. Dengan demikian, model tersebut dapat memperhi- tungkan efek dispersi dalam pemodelan perambatan gelombang. Dalam menye- lesaikan persamaan hidrostatik secara numerik, kami mengimplementasikan skema staggered konservatif momentum berdasarkan Stelling and Duinmeijer (2003). Untuk menyelesaikan skema non-hidrostatik dua lapisan tersebut, kami menggu- nakan metode prediktor-korektor. Pada Stelling and Zijlema (2003), mereka menjelaskan secara detail tentang model non-hidrostatis depth integrated dengan hampiran dua lapisan serta menunjukkan bahwa aproksimasi tersebut dapat mensimulasikan gelombang pendek. Dalam hal ini, kami implementasikan sebuah pendekatan yang sedikit berbeda dari dua lapisan sebelumnya dimana pendekatan yang baru ini lebih efisien. Namun, hasil-hasil numerik yang diperoleh dari pendekatan modifikasi dua lapisan ini sebanding dengan hasil dari model dua lapisan di Stelling and Zijlema (2003). Penulis mengimplementasikan skema non hidrostatis dua lapisan tersebut untuk mempelajari dua topik menarik lainnya, yakni gelombang permukaan di atas suatu media berpori terendam dan tentang gelombang internal. Hasil numerik yang telah diperoleh divalidasi dengan solusi analitik dan data eksperimen dari literatur. Pada semua kasus, hasil perbandingannya cukup baik. Selanjutnya, model tersebut kemudian diperluas menjadi sebuah model tiga dimensi yang divalidasi dengan tes standing waves versi tiga dimensi dan diverifikasi dengan hasil eksperimen Berkhoff shoal yang terdapat fenomena shoaling, refraksi, dan difraksi gelombang. Dapat disimpulkan bahwa model non-hidrostatik dua lapisan ini memang merupakan langkah yang efisien untuk memasukkan ketidaklinieran dan efek dispersi. Dengan demikian, skema numerik ini dapat digunakan untuk menjelaskan perambatan gelombang yang mengarah ke tepi pantai.