JTM Vol. XVII No. 3/2010 171 ESTIMASI TINGGI GELOMBANG MENGGUNAKAN KECEPATAN ARUS DENGAN PERSAMAAN STOKES ORDE 2 Taufik Suprayogo 1 , Totok Suprijo 1 Sari Kemampuan teori gelombang Stokes order 2 dalam memprediksi tinggi dan periode gelombang di pantai telah diuji dalam penelitian ini. Hubungan parameter gelombang, yaitu tinggi gelombang dan kecepatan partikel air di bawah gelombang progresif telah dijelaskan dengan baik di dalam teori Stokes tersebut diatas, oleh karena itu kami menggunakan hasil pengukuran kecepatan partikel air untuk memprediksi tinggi dan periode gelombang.Data kecepatan partikel air diperoleh dari ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler) yang telah dipasang di perairan Pulau Pramuka. Selanjutnya, kami diverifikasi hasil estimasi tinggi gelombang dengan data observasi. Hasil verifikasi terhadap data observasi menunjukkan bahwa estimasi tinggi gelombang menggunakan komponen vertikal dari kecepatan partikel air lebih mendekati hasil pengukuran jika dibandingkan dengan estimasi tinggi gelombang menggunakan komponen horisontal dari kecepatan partikel air. Perbedaan rata-rata tinggi gelombang yang diestimasi dari komponen kecepatan vertikal terhadap data pengamatan adalah 0,33 m, sedangkan perbedaan rata- rata estimasi menggunakan komponenkecepatan horizontal adalah 0,45 m. Kata kunci: stokes, estimasi, spektrum energi Abstract Applicability of the Stokes 2 nd order wave theory to predict coastal wave have been examined in this study. Relationship of wave high and water particle velocity under progressive wave is explained in the Stokes theory, therefore we used measured water particle velocities to estimate wave high and period. Water particle velocities data was obtained from ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler) equipment that had been deployed in the Pramuka Island waters. Further, we verified estimation result of wave high with observation data. The verification results show that wave high estimation using vertical component of water particle velocities is closer to observation than estimation using horizontal component of water particle velocities. Averaged discrepancy of wave high estimated from vertical velocity component to the observation data is 0.33 m, whereas the averaged discrepancy of estimation using horizontal velocity component is 0.45 m. Keywords : stokes, estimation, spectrum energy 1) Program Studi Oseanografi, Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian, ITB,Jl. Ganesa No. 10 Bandung 40132, Telp.: +62 22-2500494,Fax.:+62 22-2534139 email: [email protected]I. PENDAHULUAN Gelombang laut adalah pergerakan naik dan turunnya air dengan arah tegak lurus permukaan air laut yang membentuk sinusoidal.Gelombang laut biasanya disebabkan oleh angin (gelombang angin), daya tarikanbumi-bulan-matahari (gelombang pasang-surut) dan gelombang yang disebabkan oleh gempa di dasar laut (gelombang tsunami). Gelombang yang kita amati di lapangan mempunyai bentuk sangat kompleks dan tidak beraturan.Untuk mempelajarinya maka kita lakukan pendekatan bahwa satu gelombang yang tak beraturan merupakan superposisi dari tak berhingga gelombang yang sinusoidal. Maka untuk mendekati tinggi gelombang pada keadaan sebenarnya pada penelitian ini digunakan teori stokes orde kedua. Estimasi ini digunakan pada setiap frekuensi gelombang atau pada setiap gelombang. Walaupun terdapat galat pada penelitian ini, namun pendekatan dengan menggunakan persamaan stokes orde 2 cukup baik. II. PERSAMAAN PENGATUR Gaya gravitasi, tekanan, dan inersia mendominasi pergerakan gelombang kecuali di lapisan-lapisan batas yang tipis (= 1 cm) pada perbatasan (interface) udara-air dan dasar perairan. Teori-teori gelombang yang ditinjau mengacu pada asumsi dasar bahwa aliran adalah irrotational, yang mengimplementasikan bahwa tidak ada stress geser internal dan efek viscosity (kekentalan). Secara fundamental rotasi terjadi pada lapisan-lapisan batas tipis permukaan dan dasar, sehingga teori-teori gelombang yang digunakan tidak valid (sah) di lapisan-lapisan tersebut. Untuk mempermudah penyelesaian dalam gelombang digunakan asumsi-asumsi sebagai berikut: 1. Fluida tidak termampatkan (incompressible) sehingga divergensi kecepatan: ∇.= 0 dimana: = kecepatan fluida (1)
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
JTM Vol. XVII No. 3/2010
171
ESTIMASI TINGGI GELOMBANG MENGGUNAKAN
KECEPATAN ARUS DENGAN PERSAMAAN STOKES ORDE 2
Taufik Suprayogo1, Totok Suprijo
1
Sari
Kemampuan teori gelombang Stokes order 2 dalam memprediksi tinggi dan periode gelombang di pantai telah diuji
dalam penelitian ini. Hubungan parameter gelombang, yaitu tinggi gelombang dan kecepatan partikel air di bawah
gelombang progresif telah dijelaskan dengan baik di dalam teori Stokes tersebut diatas, oleh karena itu kami
menggunakan hasil pengukuran kecepatan partikel air untuk memprediksi tinggi dan periode gelombang.Data
kecepatan partikel air diperoleh dari ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler) yang telah dipasang di perairan
Pulau Pramuka. Selanjutnya, kami diverifikasi hasil estimasi tinggi gelombang dengan data observasi. Hasil
verifikasi terhadap data observasi menunjukkan bahwa estimasi tinggi gelombang menggunakan komponen vertikal
dari kecepatan partikel air lebih mendekati hasil pengukuran jika dibandingkan dengan estimasi tinggi gelombang
menggunakan komponen horisontal dari kecepatan partikel air. Perbedaan rata-rata tinggi gelombang yang
diestimasi dari komponen kecepatan vertikal terhadap data pengamatan adalah 0,33 m, sedangkan perbedaan rata-
rata estimasi menggunakan komponenkecepatan horizontal adalah 0,45 m.
Kata kunci: stokes, estimasi, spektrum energi
Abstract
Applicability of the Stokes 2nd order wave theory to predict coastal wave have been examined in this study.
Relationship of wave high and water particle velocity under progressive wave is explained in the Stokes theory,
therefore we used measured water particle velocities to estimate wave high and period. Water particle velocities
data was obtained from ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler) equipment that had been deployed in the
Pramuka Island waters. Further, we verified estimation result of wave high with observation data. The verification
results show that wave high estimation using vertical component of water particle velocities is closer to observation
than estimation using horizontal component of water particle velocities. Averaged discrepancy of wave high
estimated from vertical velocity component to the observation data is 0.33 m, whereas the averaged discrepancy of
estimation using horizontal velocity component is 0.45 m.
Keywords : stokes, estimation, spectrum energy
1) Program Studi Oseanografi, Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian, ITB,Jl. Ganesa No. 10 Bandung 40132,