📚 Eksplorasi & Komparasi Topik Dokumen
Pencarian topik
Hasil Dokumen
Ditemukan: 3 dokumenPENERAPAN PHYSICS-INFORMED NEURAL NETWORKS (PINNS) PADA PEMODELAN DAN SIMULASI GELOMBANG BERDASARKAN PERSAMAAN AIR DANGKAL
Dinamika gelombang di wilayah pesisir memiliki karakteristik yang kompleks sehingga memerlukan pendekatan pemodelan yang mampu merepresentasikan perambatan gelombang di perairan dangkal. Persamaan Air Dangkal (Shallow Water Equations, SWE) merupakan salah satu model matematis yang umum digunakan untuk menggambarkan fenomena tersebut. Pada tugas akhir ini, diterapkan metode Physics-Informed Neural Network (PINN) untuk menyelesaikan SWE dalam pemodelan dinamika gelombang di perairan dangkal. Pendekatan ini mengintegrasikan informasi fisika seperti persamaan diferensial, kondisi awal, dan kondisi batas ke dalam proses pelatihan jaringan saraf. Model PINN yang dikembangkan digunakan untuk mensimulasikan perambatan gelombang pada beberapa skenario, yaitu batimetri datar, batimetri bertingkat, dan konfigurasi dengan keberadaan vegetasi mangrove. Selain untuk penyelesaian masalah maju (forward problem), model ini juga dimanfaatkan untuk menyelesaikan masalah invers (inverse problem) dalam bentuk estimasi parameter fisik tertentu dari data terbatas. Pada tugas akhir ini, strategi fine-tuning juga diterapkan dengan memanfaatkan bobot model yang telah dilatih sebelumnya, sehingga baik simulasi forward maupun proses estimasi parameter dapat dilakukan pada parameter baru tanpa perlu melatih ulang model dari awal. Hasil simulasi menunjukkan bahwa pendekatan PINN mampu merepresentasikan pola dinamika gelombang pada berbagai konfigurasi yang diuji. Penelitian ini menunjukkan bahwa PINN dapat digunakan sebagai alternatif pendekatan dalam pemodelan dinamika gelombang di perairan dangkal, khususnya untuk menangani berbagai skenario batimetri dan kondisi fisik yang berbeda.
PENYELESAIAN PERSAMAAN AIR DANGKAL SECARA ANALITIK DAN NUMERIK MENGGUNAKAN FORMULASI CARRIER–GREENSPAN UNTUK ESTIMASI TINGGI RUN-UP GELOMBANG
Wilayah pesisir rentan terhadap bencana tsunami yang dapat menimbulkan risiko terhadap keselamatan jiwa dan kerusakan infrastruktur, termasuk pemukiman, fasilitas publik, jalur transportasi dan jaringan listrik. Salah satu parameter penting dalam kajian dinamika gelombang pesisir adalah run-up, yaitu ketinggian maksimum muka air laut ketika gelombang mencapai daratan. Tinggi run-up di pantai miring dapat dianalisis dengan menyelesaikan persamaan air dangkal untuk profil pantai miring. Solusi persamaan air dangkal dapat diperoleh dengan menerapkan transformasi hodograf sehingga diperoleh persamaan diferensial parsial linear yang lebih sederhana yang selanjutnya disebut formulasi Carrier-Greenspan. Pada tugas akhir ini, formulasi Carrier-Greenspan diselesaikan di domain transformasi dengan dua pendekatan, yaitu pendekatan analitik dengan menggunakan teknik pemisahan variabel dan juga pendekatan numerik dengan menggunkan metode beda hingga. Solusi yang diperoleh dapat dikembalikan ke dalam domain fisis dengan menerapkan metode Newton-Raphson. Karena tugas akhir ini khusus membahas tinggi run-up, analisis difokuskan pada posisi garis pantai. Solusi yang diperoleh menggunakan pendekatan numerik dibandingkan dengan solusi analitik. Hasil perbandingan menunjukkan bahwa pola run-up numerik konsisten terhadap hasil analitik dengan galat relatif run-up 0–0,02%. Hal ini menunjukkan bahwa pendekatan numerik dapat menghampiri solusi analitik dengan cukup baik sehingga metode ini dapat digunakan sebagai alternatif ketika solusi analitik sulit didapatkan.
SIMULASI GELOMBANG PERMUKAAN AKIBAT LONGSORAN
Gelombang tsunami akibat longsoran dapat memiliki karakteristik yang berbeda dengan tsunami tektonik, di mana gelombang awal bisa sangat tinggi dan menyebabkan kerusakan parah di wilayah pesisir yang dekat dengan sumber longsoran. Oleh karena itu, pemahaman dan simulasi numerik dari fenomena ini sangat penting untuk mitigasi risiko dan perencanaan tanggap bencana. Simulasi numerik dari gelombang yang dihasilkan oleh longsoran tanah merupakan pendekatan yang efektif untuk mempelajari dinamika fenomena ini. Pada tesis ini digunakan skema numerik staggered grid yang diterapkan pada persamaan air dangkal (SWE) satudimensi. Simulasi dilakukan pada dua jenis topografi yaitu dasar rata dan pantai miring dengan jenis longsoran Gaussian. Akibat adanya longsoran yang bergerak dengan kecepatan konstan di atas dasar rata, simulasi menunjukkan munculnya gelombang permukaan, yang mana hasil ini tervalidasi dengan formula analitik dari model SWE linier. Hasil simulasi numerik model SWE half-linier juga ditampilkan. Kajian serupa dilakukan untuk longsoran Gaussian pada pantai miring, yang mana hasil simulasi numerik menunjukkan kesesuaian dengan formula analitik yang diperoleh menggunakan transformasi Hankel. Lebih jauh, kami juga mengkaji kaitan antara tinggi run-up gelombang dengan kemiringan pantai, run-up makin tinggi bila kemiringan makin landai. Hasil perhitungan numerik ini menunjukkan keselarasan dengan formula run-up analitik.