The effects of 2D-H wave directionality on LSTM deep learning predictions of the random 1D-H sea state
İki yatay boyutlu dalga yönlülüğünün bir yatay boyuttaki rassal deniz durumunun LSTM derin öğrenme tahminlerine etkisi
- Tez No: 921618
- Danışmanlar: DOÇ. DR. CİHAN BAYINDIR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Hidrolik ve Su Kaynakları Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 133
Özet
Çalışma boyunca, periyodik bir alanda başlangıç dalga sahasının JONSWAP deneysel datalarına dayalı olarak oluşturulmuş bir modeli [0,2π] aralığında rüzgar kaynaklı okyanus dalgası bileşenlerine karşılık gelecek rassal dalga numaralarını uniform olarak atayacak bir numara üretici kullanılarak ilgili periyodik alanda dalganın uzaysal bileşenlerinin tanımlanarak başlangıç dalga sahasının tanımlanması hedeflendi. Böylece [0,2π] aralığında her bir gerçek faz açısına karşılık gelen, başlangıç serbest deniz yüzeyinden olan su yüksekliğinin (dalga yüksekliği) rassal gerçek büyüklükleri potansiyel olarak belirlenmiş oldu. Dalganın büyüklük ve faz açısı gibi temel kompleks bileşenleri, ters FFT algoritması yardımıyla dalga numarası uzayından (imaginary space) fiziksel uzaya (real space) iz düşülerek bileşenlerin uzaysal dönüşümü sağlanmış oldu. Ek olarak, zamansal üst sınır olan 25 saniye boyunca da zamansal iterasyonlar dördüncü derece Runge-Kutta yaklaşımı yardımıyla yapılarak dalga sahasının senaryosal simülasyonlarının gösterimi hedeflendi. Bu şartlara bağlı olarak dalga sahasında temel eşitliklerin nümerik çözüme göre analiz edilmesiyle dalgalar üretecek olan iki yatay boyutlu başlangıç dalga sahası elde edildi. FFT algoritması kullanılarak spektral analizin, pseudo-spektral tekniğine uygulanmasıyla okyanus dalgalarının simülasyonu periyodik bir alanda yapılmış oldu. Bu tez özelinde ise, okyanus dalgası formunu tahmin etmek için yeni bir yaklaşım tekniği olarak derin öğrenme yöntemlerinden biri olan LSTM algoritması kullanılmıştır. Dalga sahası üzerinde ayrıca üç farklı yönde kesitler de alınarak, dalga ilerleme fonksiyonunun dalga yönlülüğüne bağlı olarak LSTM algoritmasına etkisi araştırılmıştır. Son olarak, algoritmanın güncel ve güncel olmayan durumlarına bağlı olarak elde edilen tahmin sonuçları sunularak, sonuçların istatistiki açıdan kesinliği tartışılmıştır.
Özet (Çeviri)
During of this study, it has been done that in a periodic domain, initial ocean wavefield model has been constructed using an uniformly random number generator which generates the random numbers correspond to initial wind-generated ocean wave components based on experimental datas of JONSWAP in the interval of [0,2π] in order to represent the initial surface of ocean wavefield. Also, initial water elevation has been derived by random real amplitudes corresponding the each real random phases in the interval of [0,2π]. Complex conjugates of the wave components such as amplitude and phase direction have been transformed by inverse FFT algorithm from the wavenumber space to the physical (real) space. Further, all time integrations have been done using the fourth-order Runge-Kutta approach in time space to simulate the ocean wave profile in the limited time interval as twenty-five seconds . Thus, two dimensional initial ocean wavefield, which would be generated waves depending on these initial conditions, has been derived by numerically solution of government equations. Then, ocean waves have been simulated by means of execution of pseudo-spectral technique in which the spectral derivatives have been evaluated utilizing the FFT over the periodic domain. A new ocean wave profile which presents both water surface elevation and energy distribution, wave spectrum, by means of identifying of a direction angle as principally over periodic domain and fixed time interval has been derived. Particularly, in this thesis it has been preferred as a new approach long short term memory algorithm to estimate the ocean wave form. Also, transects were taken for three different directions to investigate the directionality effect of wave spreading function on long short term memory algorithm. Ultimately, results based on with updated and without updated states of long short term memory algorithm have been declared and discussed in terms of exactness as statistically.
Benzer Tezler
- Zamanda sonlu farklar yöntemi ve yutucu sınır koşulları
Başlık çevirisi yok
FUNDA AKLEMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektromanyetik Alanlar ve Mikrodalga Tekn. Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LEVENT SEVGİ
- Serbest su yüzeyi altında ve sonlu deniz derinliğinde ilerleyen üç boyutlu hidrofoillerin hidrodinamik analizi
Başlık çevirisi yok
ŞAKİR BAL
- Brewer-Dobson sirkülasyonunun üç boyutlu olarak incelenmesi
Analyzing of three dimensional Brewer-Dobson circulation
CEM ÖZEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Meteorolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMeteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. DENİZ DEMİRHAN BARI
- Plane wave difraction by a wide slit in a thick impedance screen
Elektromagnetik dalgaların iki empedans tabakası arasında kalan geniş yarıktan saçılması
FİLİZ BİRBİR
Doktora
İngilizce
1995
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. ALİNUR BÜYÜKAKSOY
- Nanoyapıların modellenmesinin ve molekül/atomiktopaklarla etkileşimlerinin atomistik simülasyonmetodları ile incelenmesi
Investigation of modelling of nano-structures and their interactions with molecules/atomic clusters by atomistic simulation methods
ALEV SAKARYA
Doktora
Türkçe
2025
Fizik ve Fizik MühendisliğiTrakya ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERAP ŞENTÜRK DALGIÇ