Perpustakaan Digital ITB

Undular bore merupakan fenomena gelombang permukaan, yang terjadi pada transisi dari aliran cepat (superkritis) menuju aliran yang tenang (subkritis). Transisi tersebut bersifat mulus namun bergelombang, diikuti oleh sederetan gelombang tanpa disertai gelombang pecah. Penelitian ini mempelajari fenomena pembentukan undular bore melalui pemodelan matematika dan simulasi numerik. Untuk dapat memodelkan fenomena ini dengan benar diperlukan model matematika yang dapat mendeskripsikan efek nonlinearitas dan dispersif sekaligus, yakni merupakan model non-hidrostatik. Dalam studi ini digunakan persamaan tipe Boussinesq, yang merupakan pengembangan dari SWE, yakni dengan adanya tambahan suku-suku dispersif. Persamaan diturunkan menggunakan metode perturbasi terhadap fungsi potensial dengan order tinggi. Model yang diperoleh merupakan perluasan dari persamaan Boussinesq standar. Persamaan tipe Boussinesq selanjutnya diselesaikan secara numerik menggunakan metode beda hingga eksplisit, dengan prosedur prediktor-korektor, menggunakan besaran kedalaman air dan fluks dalam setiap evolusinya. Validasi skema numerik dilakukan dengan uji simulasi perambatan gelombang soliter. Skema numerik menunjukkan adanya keseimbangan antara efek non-linear dan dispersif. Skema numerik yang telah dibangun diimplementasikan untuk simulasi pembentukan undular bore. Hasil studi ini menunjukkan adanya kesesuaian dengan hasil eksperimen maupun hasil numeris peneliti lain. Selain itu, juga dikaji pengaruh parameter bilangan Froude dan kemiringan saluran terhadap pembentukan undular bore. Bila bilangan Froude semakin besar maka amplitudo undulasi juga semakin besar dengan kecepatan fase yang lebih besar pula. Dalam studi juga dipelajari keseimbangan energi pada undular bore secara kuantitatif. Dari persamaan energi yang diturunkan, diperoleh hasil bahwa tidak ada energi yang hilang pada pembentukan undular bore.