Veiliger scheepvaart door voorspellen gedrag zandgolven
22 juni 2007
STW-onderzoeker Joris van den Berg heeft een rekenmodel ontwikkeld
waarmee de beweging van zandgolven voorspeld kan worden. Zandgolven
worden gevormd door een wisselwerking tussen stroming en zand. Ze zijn
een slag groter dan de zandribbels op het strand, maar kleiner dan
zandbanken. Zandgolven bepalen voor een groot deel de vorm van de
zeebodem van de zuidelijke Noordzee. De scheepvaart en ontwerpers van
offshore infrastructuur hebben belang bij eengoed voorspellend
computermodel. Joris van den Berg promoveert 29 juni aan de
Universiteit Twente.
De wiskundige vergelijkingen die het gedrag van zandgolven
beschrijven, zijn al langer bekend. Het hebben van geschikte
vergelijkingen is echter niet genoeg om het gedrag te kunnen
voorspellen, ze moeten ook betrouwbaar zijn op te lossen. Tot dusver
waren er nog geen goed bruikbare manieren om deze vergelijkingen op te
lossen, met name voor grotere zandgolven.
Eenvoudig
Van den Berg heeft eerst een sterke vereenvoudiging van de
vergelijkingen gemaakt. Het vinden van oplossingen en daarmee het
voorspellen van het zandgolfgedrag wordt hiermee veel eenvoudiger. Dit
resulteerde in een gereedschap waarmee snel het effect van ingrepen
als baggeren voorspeld kan worden. Dit model is met succes toegepast
voor het bepalen van het herstel van zandgolven, na het baggeren van
een gleuf voor de nieuwe hoogspanningskabel van Nederland naar
Engeland. Daarna heeft Van den Berg efficiënte rekentechnieken
ontwikkeld om de oorspronkelijke vergelijkingen op te kunnen lossen.
Uiteindelijk resulteerde dit in een rekenmodel waarmee in de toekomst
wellicht zelfs de wisselwerking tussen zandgolven en zandbanken
onderzocht kan worden. Voor de veiligheid van de scheepvaart en het
ontwerpen van 'offshore' infrastructuur, zoals pijpleidingen, kabels
en platforms, is het van groot belang om de groei en beweging van deze
golven te kunnen voorspellen.
Zandpatronen
Zandgolven ontstaan in los zand op de bodem van ondiepe zeeën. Door de
getijstroming wordt dit losse zand verplaatst en hierdoor kunnen
golfpatronen ontstaan. Deze patronen verstoren de getijstroming,
waardoor nog meer zand de helling op wordt gestuwd. Uiteindelijk
kunnen zandgolven zo'n vijf tot acht meter hoog worden en kunnen door
stroming steeds verplaatsen en van vorm veranderen.
STW-onderzoeker Joris van den Berg heeft een rekenmodel ontwikkeld
waarmee de beweging van zandgolven voorspeld kan worden. Zandgolven
worden gevormd door een wisselwerking tussen stroming en zand. Ze zijn
een slag groter dan de zandribbels op het strand, maar kleiner dan
zandbanken. Zandgolven bepalen voor een groot deel de vorm van de
zeebodem van de zuidelijke Noordzee. De scheepvaart en ontwerpers van
offshore infrastructuur hebben belang bij eengoed voorspellend
computermodel. Joris van den Berg promoveert 29 juni aan de
Universiteit Twente.
De wiskundige vergelijkingen die het gedrag van zandgolven
beschrijven, zijn al langer bekend. Het hebben van geschikte
vergelijkingen is echter niet genoeg om het gedrag te kunnen
voorspellen, ze moeten ook betrouwbaar zijn op te lossen. Tot dusver
waren er nog geen goed bruikbare manieren om deze vergelijkingen op te
lossen, met name voor grotere zandgolven.
Eenvoudig
Van den Berg heeft eerst een sterke vereenvoudiging van de
vergelijkingen gemaakt. Het vinden van oplossingen en daarmee het
voorspellen van het zandgolfgedrag wordt hiermee veel eenvoudiger. Dit
resulteerde in een gereedschap waarmee snel het effect van ingrepen
als baggeren voorspeld kan worden. Dit model is met succes toegepast
voor het bepalen van het herstel van zandgolven, na het baggeren van
een gleuf voor de nieuwe hoogspanningskabel van Nederland naar
Engeland. Daarna heeft Van den Berg efficiënte rekentechnieken
ontwikkeld om de oorspronkelijke vergelijkingen op te kunnen lossen.
Uiteindelijk resulteerde dit in een rekenmodel waarmee in de toekomst
wellicht zelfs de wisselwerking tussen zandgolven en zandbanken
onderzocht kan worden.
Voor de veiligheid van de scheepvaart en het ontwerpen van 'offshore'
infrastructuur, zoals pijpleidingen, kabels en platforms, is het van
groot belang om de groei en beweging van deze golven te kunnen
voorspellen.
Zandpatronen
Zandgolven ontstaan in los zand op de bodem van ondiepe zeeën. Door de
getijstroming wordt dit losse zand verplaatst en hierdoor kunnen
golfpatronen ontstaan. Deze patronen verstoren de getijstroming,
waardoor nog meer zand de helling op wordt gestuwd. Uiteindelijk
kunnen zandgolven zo'n vijf tot acht meter hoog worden en kunnen door
stroming steeds verplaatsen en van vorm veranderen.
..............................
Noot voor de redactie,
Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek