Browsing by Author "Bingölbali, Bilal"

Now showing 1 - 4 of 4

Downscaling of wave climate in the western Black Sea
(Pergamon-Elsevier Science, 2018-11-15) Akpınar, Adem; Jafali, Halid; Vledder, Gerbrant Ph Van; Bingölbali, Bilal; Bursa Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/İnşaat Mühendisliği Bölümü.; 0000-0003-4496-5974; AAB-4152-2020; 57189584264
This study presents the south-west Black Sea wave climatology based on a downscaling approach of a long-term 31-year SWAN model wave hindcast using telescoping nested grids. At all domains the SWAN model is forced with the CFSR winds. Sensitivity tests are conducted on domain size, computational resolutions, the physical formulations and their adjustable coefficients for deep water source terms, time step of non-stationary calculation, and wind forcing for all domains. For each nested grid the physical and numerical settings were determined separately by calibration against wave buoy measurements at six locations (Gelendzhik, Hopa, Sinop, Gloria, Filyos, and Karaburun) in appropriate domains. Model validation is also conducted for the long-term data using the unused measurements in the calibration. Using the calibrated nested models, a 31-year long-term wave hindcast is conducted. Two-hourly sea state parameters of significant wave height (Haw), wave energy period (Tm-10), spectral period (T-m01), zero-crossing period (T-m02), peak period (T-p), wind speed components, and mean wave direction (DIR) were collected over three sub-grid domains. Using this database normal and extreme wave conditions in the three sub-grid domains were determined. Finally, extreme waves with different return periods were determined and compared with those presented in the Wind and Deep Water Wave Atlas of Ozhan and Abdalla (2002). The present study demonstrates the sensitivity of the SWAN model towards different GEN3 physics options and its adjustable whitecapping parameter C-ds and time step of the non-stationary calculations. It is shown that the developed wave model set-up with a nested grid system performs quite satisfactorily and storms are also well-captured. This study yields higher extreme waves in the western part of our area of interest and lower extremes in the eastern part in comparison with those of the presently used Wind and Deep Water Wave Atlas.
Karadeniz'in güney batı kıyıları için iç içe geçmiş karelaj sistemli dalga tahmin modelinin geliştirilmesi ve dalga iklim analizi
(Uludağ Üniversitesi, 2018-07-18) Bingölbali, Bilal; Akpınar, Adem; Uludağ Üniversitesi/Fen Bilimleri Enstitüsü/İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı.
Bu çalışmada, üç alt karelaj şeklinde Karadeniz'in güneybatı bölümüne odaklanan iç içe geçmiş sayısal dalga tahmin modelinin geliştirilmesi, uzun vadeli bir dalga tahmin veri setinin oluşturulması ve ilgi alanı için dalga iklim analizinin yürütülmesi hedeflenmiştir. Bu hedefe ulaşabilmek için öncelikle, iç içe geçmiş karelaj metodolojisine dayanan bir dalga tahmin modeli SWAN (Simulating Waves Nearshore) versiyon 41.01AB kullanılarak geliştirilmiş, kalibre edilmiş ve doğrulanmıştır. Duyarlılık testleri, hesaplamalı karelaj çözünürlüğü, fiziksel formülasyonlar ve ayarlanabilir katsayıları, sayısal ayarlar, durağan olmayan hesaplamanın zaman aralığı ve rüzgar girdileri dikkate alınarak gerçekleştirilmiştir. SWAN modelinin farklı GEN3 fizik seçenekleri (rüzgar girdi ve köpüklenme kombinasyonu) ve ayarlanabilir köpüklenme katsayısına (Cds) ve durağan olmayan hesaplamanın zaman aralığına duyarlılığının olduğu anlaşılmış ve bu parametreler için kalibrasyon gerçekleştirilmiştir. Her bir karelaj için kalibre edilen SWAN model yine her bir karelaj için kalibrasyonda kullanılmayan ölçüm verileri ile doğrulanmıştır. Dalga üremesi ve köpükleme kombinasyonu için sırasıyla Komen ve Janssen fizik seçeneklerine sahip ve SD1 Sinop alt karelajında Cds=3, SD2 Filyos alt karelajında Cds=9 ve SD3 Karaburun alt karelajında Cds=2 olarak ayarlanan SWAN modelin, belirgin dalga yüksekliği ve ortalama ve/veya pik dalga periyotlarını yüksek düzeyde doğrulukla tahmin ettiği belirlenmiştir. Her bir alt karelaj için 31 yıllık uzun dönemli bir dalga tahmin veri seti oluşturmak maksatlı kalibre edilen ve doğrulanan iç içe geçmiş karelajlı dalga tahmin modeli kullanılarak simülasyonlar yürütülmüş ve farklı rüzgar ve dalga karakteristikleri 2 saatlik zamansal çözünürlükte biriktirilmiştir. Üretilen bu veri tabanı kullanılarak öncelikle, farklı dalga parametrelerinin uzun dönemli yıllık, mevsimlik ve aylık ortalama değerlerinin alansal değişimleri, belirgin dalga yüksekliklerinin farklı bir kritik değerden daha büyük olma olasılıklarının ve farklı aşılma olasılıklı değerlerinin alansal dağılımları, uzun dönemli maksimum belirgin dalga yüksekliğinin alansal değişimleri tespit edilmiştir. Her bir alt karelajda önceden belirlenmiş bazı istasyonlar için dalga gülleri, farklı dalga parametrelerinin ikili ilişkileri ve farklı tekerrür süreli tasarım dalgaları belirlenmiştir. Dalga gülleri, belirgin dalga yüksekliğinin ortalama dalga periyodu ile ikili ilişkisi ve farklı tekerrürlü tasarım dalgaları açısından sonuçların Türkiye Denizleri Rüzgar ve Derin Deniz Dalga Atlasının sonuçları ile kıyaslaması da yapılmıştır. Dalga gülleri açısından benzerliklerin çok olmasına karşın özellikle farklı tekerrürlü tasarım dalgaları açısından farklılıkların olduğu tespit edilmiştir. SD3 Karaburun karelajının batısında bu çalışmada dalga atlasınınkine kıyasla 2 m'den daha büyük 100 yıllık tasarım dalgası elde edilirken diğer alt karelajlarda dalga atlasının 1 m'ye kadar daha yüksek 100 yıllık tasarım dalgası sunduğu belirlenmiştir.
Long-term analysis of wave power potential in the Black Sea, based on 31-year SWAN simulations
(Elsevier, 2016-12-19) Van Vledder, Gerbrant Ph.; Akpınar, Adem; Bingölbali, Bilal; Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/İnşaat Mühendisliği Bölümü.; 0000-0002-9042-6851; 0000-0003-4496-5974; ABE-8817-2020; AAC-6763-2019; AAB-4152-2020; 23026855400; 57189584264
This study analyzes the wave energy potential in the Black Sea based on long-term model simulations. A dataset covering the period of 1979-2009 is produced using a calibrated numerical wave prediction model (SWAN). This dataset was analyzed in detail to determine the wave energy potential to enable a reliable and optimal design of wave energy conversion devices in the Black Sea. This analysis provides information on the long-term variability as well as on the annual, seasonal and monthly averages. The analysis of the hindcast results is conducted on a spatial and a location scale. The spatial analysis provides information for the entire Black Sea on; the averaged mean wave energy flux over the period 1979-2009, and the decades 1980-1989, 1990-1999, and 2000-2009, seasonal and monthly averages of wave energy flux during 31 years, variability indices for the 1979-2009 period, and variabilities on monthly and seasonality basis based on inter-annual averages during 31 years. The location scale considered nine locations providing information on; wave power roses, probabilities of occurrence and cumulative distribution functions of wave power in different power ranges, variation and trend of yearly average wave power, seasonal average wave power and its annual variations, and quantities of wave energy flux for different H-m0 and Tm-10 ranges. Results show that areas with the highest wave energy potential are located in the south-western part of the Black Sea. These areas are; Burgas - Rezovo (BR) with an average annual total energy of 43.9 MW h/m followed by Dolni Chiflik - Shkorpilovtsi (DCS) with 37.3 MW h/m and Istanbul - Alacali (IA) with 36.1 MW h/m.
Trend detection by innovative polygon trend analysis for winds and waves
(Frontiers Media Sa, 2022-08-10) Akcay, Fatma; Bingölbali, Bilal; BİNGÖLBALİ, BİLAL; Akpınar, Adem; AKPINAR, ADEM; Kankal, Murat; KANKAL, MURAT; Bursa Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/İnşaat Mühendisliği Bölümü.; Bursa Uludağ Üniversitesi/İnegöl Meslek Yüksekokulu.; 0000-0003-4496-5974; 0000-0002-9042-6851; 0000-0003-0897-4742; AAZ-6851-2020; AAC-6763-2019
It is known that densely populated coastal areas may be adversely affected as a result of the climate change effects. In this respect, for coastal protection, utilization, and management it is critical to understand the changes in wind speed (WS) and significant wave height (SWH) in coastal areas. Innovative approaches, which are one of the trend analysis methods used as an effective way to examine these changes, have started to be used very frequently in many fields in recent years, although not in coastal and marine engineering. The Innovative Polygon Trend Analysis (IPTA) method provides to observe the one-year behavior of the time series by representing the changes between consecutive months as well as determining the trends in each individual month. It is not also affected by constraints such as data length, distribution type or serial correlation. Therefore, the main objective of this study is to investigate whether using innovative trend methods compared to the traditional methods makes a difference in trends of the climatological variables. For this goal, trends of mean and maximum WS and SWH series for each month at 33 coastal locations in Black Sea coasts were evaluated. Wind and wave parameters WS and SWH were obtained from 42-year long-term wave simulations using Simulating Waves Nearshore (SWAN) model forced by the Climate Forecast System Reanalysis (CFSR). Monthly mean and maximum WS and SWH were calculated at all locations and then trend analyses using both traditional and innovative methods were performed. Low occurrence of trends were detected for mean SWH, maximum SWH, mean WS, and maximum WS according to the Mann-Kendall test in the studied months. The IPTA method detected more trends, such as the decreasing trend of the mean SWH at most locations in May, July and November December. The lowest (highest) values were seen in summer (winter), according to a one-year cycle on the IPTA template for all variables. According to both methods, most of the months showed a decreasing trend for the mean WS at some locations in the inner continental shelf of the southwestern and southeastern Black Sea. The IPTA method can capture most of the trends detected by the Mann-Kendall method, and more missed by the latter method.