Details

This study explored the use of top-view movies of propagating gravity water waves to reconstruct the underwater bed profile of shallow water bodies. Water waves of 2.8 and 3.1 Hz were generated by a microcontroller-driven flat flap in a wave flume of dimensions 0.48×1.80×0.40 m3. Three different bed profiles, i.e., sloped, stepped, and split surfaces, were used to imitate typical seabeds near shorelines. Top-view movies of the propagating waves were recorded and converted to spatial phase-speed images via video analysis. The phase speed images can be used to reconstruct the underwater bed profile using the dispersion relation of linear water waves. We also proposed a demodulation method to correct the phase-speed alteration due to wave interference. The correction method helped improve the mean average percentage error for depth profile predictions from 15% to 10% for the sloped profile and from 45% to 15% for the stepped profile. However, the approach was inferior for the split profile due to wall effects and complex interference patterns. This study suggested that the proposed approach can determine the depth level around shorelines using time-evolution or video data with an adequate accuracy of 10% with minimal interference.

Objective

คลื่นน้ำบริเวณชายฝั่งมีความสำคัญของชีวิตมนุษย์ในหลายด้าน เช่นเป็นแหล่งอาหารที่สำคัญ เป็นแหล่งพลังงานสะอาด อีกทั้งยังเคลื่อนเศรษฐกิจการท่องเที่ยวโดยการเป็นสถานที่ท้องเที่ยวอีกด้วย การทำประมงชายฝั่งมีส่วนสำคัญต่อการบริโภคโปรตีนทั่วโลก ซึ่งมีค่าเฉลี่ยการบริโภคต่อหัวต่อปีเพิ่มขึ้นสองเท่าในช่วง 50 ปีที่ผ่านมา ความต้องการพลังงานที่เพิ่มขึ้นได้กระตุ้นให้เกิดการวิจัยเชิงรุกเกี่ยวกับการเก็บพลังงานสะอาดจากคลื่นน้ำ นอกจากนี้ธุระกิจด้านการท่องเที่ยวมีการเติบโตอย่างรวดเร็วในบริเวณชายฝั่งทะเล โดยดึงดูดนักท่องเที่ยวหลายล้านคนต่อปี 
การทำความเข้าใจพลวัตและกลไกของพื้นที่ใกล้ชายฝั่งจึงเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการใช้ทรัพยากรอย่างยั่งยืน คลื่นน้ำมีบทบาทสำคัญในการศึกษาวิทยาศาสตร์ของแนวชายฝั่ง การสร้างแนวชายฝั่ง อีกทั้งมีอิทธิพลต่อการถ่ายเทตะกอนซึ่งทำให้ชายหาดเกินขึ้น และหายไป ดังนั้นการติดตามการเปลี่ยนแปลงความลึกผ่านการวัดความลึกของน้ำถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการวางแผนและการสำรวจชายฝั่ง การศึกษานี้เสนอวิธีการใช้วิดีโอคลื่นน้ำชายฝั่งเพื่อทำนายระดับความลึกในบริเวณน้ำตื้น ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนา และวางแผนการจัดการชายฝั่ง 
การศึกษานี้จะทำการทดลองในห้องปปฏิบัติการโดยใช้คลื่นน้ำที่สร้างขั้นในอ่างคลื่น มีการใช้เทคนิคการประมวลผลภาพเพื่ออนุมานระดับความลึกจากความเร็วเฟส อย่างไรก็ตามการรบกวนจากคลื่นในอ่าง นำไปสู่การทำนายความลึกที่ผิดพลาด ระเบียบวิธีเพื่อลดความผิดพลาดของการทำนายความลึกอันมีสาเหตุจากการแทรกสอดของคลื่นในอ่างจึงได้ถูกคิดค้นขึ้น และนำมาใช้ ความผิดพลาดจากการทำนายความลึกหลังจากผ่านระเบียบวิธีเพื่อลดความผิดพลาดจากการแทรกสอดแล้วมีค่าเฉลี่ยประมาณ 10% จาก 40% ก่อนการปรับแก้

Project Members

สรศักดิ์ ด่านวรพงศ์

Sorasak Danworaphong

#อาจารย์

Member

Vote for this Innovation!