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The influence of the modeling order on the predictable area of non-linear unidirectional ocean waves

Klein, Marco und Helene, Lünser und Hartmann, Moritz und Ehlers, Sören und Hoffmann, Norbert und Desmars, Nicolas (2025) The influence of the modeling order on the predictable area of non-linear unidirectional ocean waves. Ocean Engineering, 324. Elsevier. doi: 10.1016/j.oceaneng.2025.120673. ISSN 0029-8018.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
6MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0029801825003889

Kurzfassung

The influence of non-linear modeling of phase-resolved ocean wave fields on the extent of the accessible predictable area is investigated. Assuming that the ocean surface dynamics is known over a limited spatial domain, e.g. via radar backscatter reconstruction, the linear wave theory as well as the high-order spectral method with various orders of non-linearity are used to propagate the surface with different levels of physical fidelity. The prediction accuracy is quantified by comparing the predicted waves to a reference, i.e. a fully known wave field propagated with a high-fidelity wave model. By doing this, it is made possible to track the spatiotemporal evolution of the prediction accuracy and define the predictable area as the region over which the accuracy is higher than a threshold, here defined by a “surface similarity parameter” lower than 0.1. Different unidirectional wave field characteristics are studied, highlighting the effect of the wave steepness, water depth and wave energy spreading around the peak spectral frequency, all impacting significantly the prediction accuracy, thus the predictable area. It is shown that the extent of the predictable area is highly dependent on the order of the considered wave model, and that the third order generally leads to the largest reachable predictable area in all configurations.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/212901/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:The influence of the modeling order on the predictable area of non-linear unidirectional ocean waves
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Klein, Marcomarco.klein (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2867-7534178768739
Helene, Lünserhelen.luenser (at) tuhh.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hartmann, Moritzmoritz.hartmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7282-0399178768740
Ehlers, Sörensoren.ehlers (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5698-9354NICHT SPEZIFIZIERT
Hoffmann, Norbertnorbert.hoffmann (at) tuhh.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Desmars, Nicolasnicolas.desmars (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:30 April 2025
Erschienen in:Ocean Engineering
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:324
DOI:10.1016/j.oceaneng.2025.120673
Verlag:Elsevier
ISSN:0029-8018
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Ocean waves; Deterministic prediction; Predictable area;Non-linear waves
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V - keine Zuordnung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - keine Zuordnung
Standort: Geesthacht
Institute & Einrichtungen:Institut für Maritime Energiesysteme > Schiffsperformance
Hinterlegt von: Klein, Marco
Hinterlegt am:24 Feb 2025 08:55
Letzte Änderung:24 Feb 2025 08:56

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