Performansi Implementasi Numerik Metode Pseudo Spectral pada Model Gelombang 1D Boussinesq

Abstract

In the design of a numerical wave tank, it is necessary to use an accurate wave model as well as to choose an accurate and efficient numerical scheme for implementing the model. In this paper, we use a Pseudo-Spectral (PS) implementation for a wave model so called Variational Boussinesq Model. The implementation is aimed to obtain a higher time efficiency in the calculation of wave simulations. The performance of the PS implementation is compared in CPU-time with a Finite Element (FE) implementation of the wave model for simulating a focusing wave group. Results of both implementations give a good agreement with wave data from laboratory experiment. The PS-implementation is more efficient in computational time compared to the FE-implementation. Keywords:Wave model, Boussinesq model, Pseudo spectral, numerical wave tank. AbstrakPada desain sebuah tangki gelombang numerik atau numerical wave tank, sangat diperlukan pemilihan yang tepat dari model gelombang, yaitu selain akurat, model tersebut harus diimplementasikan dengan skema numerik yang efisien. Pada paper ini digunakan metode numerik Pseudo Spectral (PS) untuk mengimplementasikan sebuah model gelombang yang dinamakan sebagai model Variational Boussinesq. Performansi dari implementasi metode numerik PS dalam hal efisiensi perhitungan dalam CPU-time akan dibandingkan dengan implementasi metode Finite Element (FE) dalam menyimulasikan fenomena gelombang fokus atau focusing wave group. Hasil dari kedua implementasi memperlihatkan kecocokan yang baik dengan data pengukuran gelombang dari percobaan fisik di laboratorium hidrodinamika. Implementasi metode PS memberikan efisiensi yang lebih baik dalam waktu komputasi dibandingkan dengan implementasi FE.Kata Kunci: Model gelombang, model Boussinesq, Pseudo Spectral, tangki gelombang numerik.