MODUL 1
PELATIHAN PROGRAM DHI MIKE
MODEL SETUP DAN MODUL SPECTRAL
WAVE (SW)
PROGRAM MAGISTER TEKNIK KELAUTAN
FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
2013
1. PENDAHULUAN
DHI Mike merupakan salah satu perangkat lunak pemodelan hidrodinamika yang paling stabil dan lengkap. Perangkat lunak ini dikembangkan oleh DHI (Danish Hydrodynamic Institute). Salah satu modul yang disediakan oleh DHI Mike adalah modul Spectral Wave (SW) yang merupakan modul pemodelan angin-gelombang (wind-wave) yang sangat canggih.
1.1.Tujuan
Tujuan dari penulisan Modul Tutorial Software Mike21 Basic ini adalah untuk memperkenalkan dan selanjutnya menjelaskan cara-cara pengoperasian software MIKE21 SW (Spectral Wave) secara umum.
Modul ini akan dibagi menjadi 3 bab yaitu:
1. Pendahuluan – Memberikan penjelasan umum dan tujuan dari penulisan modul pelatihan ini 2. Setting Up Model – Model Setup merupakan langkah awal yang harus dilakukan sebagai
persiapan sebelum program Spectral Wave dapat dijalankan
2. SETTING UP MODEL
Sebelum menjalankan program Spectral Wave, sejumlah persiapan harus dilakukan pada model agar dapat dijalankan dengan sempurna, atau dikenal dengan istilah Model Setup. Untuk kasus spectral wave, model setup yang dibutuhkan adalah antara lain sebagai berikut:
Pengolahan data survey mentah / Pre Process
Pendefinisian shoreline (garis pantai) atau batas darat (Land Boundary Condition)
Input scatter kedalaman perairan / batimetri pada model
Meshing: Traingulation dan Interpolation 2.1.Pre Process
a. Pengolahan Data Mentah
Sebelum model setup dilakukan, data mentah yang diperoleh harus diolah terlebih dahulu. Data mentah yang dibutuhkan adalah antara lain:
Data survey lapangan (survey topo-batimetri)
Data angin – gelombang
Dari data survey tersebut, yang dibutuhkan adalah garis kontur kedalaman, sehingga informasi lain seperti gambar struktur, dapat dihapus. Sebelumnya, pastikan bahwa garis kontur kedalaman memiliki informasi kedalaman (elevasi) dengan men-select kontur dan memilih properties.
Setelah detail-detail selain garis kontur dihapus, kita akan memiliki gambar seperti berikut yang terdiri dari shoreline (garis pantai) yaitu garis kontur dengan elevasi = 0 m, dan juga kontur batimetri yang lain. Langkah pertama yang akan dilakukan adalah memisahkan garis pantai dengan batimetri karena input yang diinginkan oleh Mike adalah data shoreline dan bathymetri secara terpisah.
Untuk itu, select garis kontur elevasi nol, kemudian buat file baru dengan mengcopy garis tersebut, dan gunakan command “paste to original coordinates” pada file AutoCAD yang baru.
Lakukan pula hal yang sama untuk bathymetry sehingga kita memiliki dua file autocad yang berisi shoreline dan bathymetry.
Save as kedua file ini dalam .dfx untuk kemudian diproses dengan program XYZ-It. Program ini adalah program untuk mengkonversi file dfx tadi kedalam file xyz (koordinat x, y dan kedalaman) sebagai input ke program Mike.
Untuk mengoperasikan program XYZ-It, ambil satu file .dfx misalnya shoreline. Copy-paste file tersebut ke dalam folder Input kemudian rename file tersebut menjadi Peta.dfx seperti berikut.
Setelah selesai, file Peta.xyz akan muncul di folder Output seperti berikut.
Rename file tersebut kemudian pindahkan ke tempat lain. Kemudian lakukan hal yang sama untuk file bathymetry dengan sebelumnya mengosongkan folder Output dan Input.
b. Shoreline
Setelah pengolahan data mentah selesai (dengan output shoreline.xyz dan bathymetry.xyz) hal yang pertama kali harus dilakukan dalam setup model Mike adalah pendefinisian shoreline (garis pantai) atau batas darat (Land Boundary Condition).
Pertama-tama buka program Mike dan klik “New File” dengan tampilan seperti berikut. Dalam window New File, terdapat beberapa pilihan product di kolom sebelah kiri dan juga modul di kolom sebelah kanan. Untuk setup model, kita akan menggunakan product Mike Zero. Pilih modul Mesh Generator (.mdf) lalu klik OK.
Pilih lokasi data lingkungan (dalam UTM WGS 1984) proyeksi peta ini dapat dilihat di Google Earth.
Setelah memilih proyeksi peta, akan ada window baru yang masih kosong. Pertama-tama, impor data boundary yang ada, dalam hal ini adalah shoreline. Impor boundary dapat dilakukan dengan memilih opsi Data dan memilih Import Boundary.
Setelah memilih Import Boundary, Mike akan meminta file .xyz untuk dibuka. Pilih file .xyz yang telah dibuat sebelumnya.
Dalam boundary properties, pilih column sequence X, Y, Connectivity and Z dan pilih Arc definition: Add all vertices to one arc seperti berikut.
Klik OK dan Mike Zero akan menampilkan data shoreline yang telah diinput. Namun masih dalam keadaan yang tidak rapi. Garis dan node kemudian harus dirapikan terlebih dahulu dengan fitur edit nodes dan line.
c. Setup Batimetri
Setelah boundary shoreline sudah didapatkan, kemudian import data batimetri dengan memilih opsi data dan import scatter data.
Tampilan import scatter data adalah sebagai berikut.
Setelah memilih file, pilih pula lokasi proyeksi map seperti yang telah dilakukan di awal proses, pastikan proyeksi map yang dipilih sama dengan yang telah dipilih sebelumnya.
Model batimetri yang telah diimport. Dengan tersedianya shoreline dan scatter batimetri, proses selanjutnya yaitu meshing dapat dilakukan.
d. Meshing
DHI Mike merupakan software berbasis finite element, sehingga domain akan dibagi menjadi elemen-elemen kecil atau disebut juga dengan istilah meshing.
Pertama-tama, buat domain dengan cara menarik garis boundary di batas terluar domain dengan fitur Draw Arc.
Setelah domain sudah ditutup, pilih garis boundary terluar area dengan fitur Select Arc, kemudian klik property. Ganti property dengan harga 2, 2, 2 seperti pada gambar untuk salah satu garis
kemudian lakukan yang sama pada garis lain namun dengan harga 3, 3, 3. Ini melambangkan property boundary sebagai open boundary (bukan sebagai closed boundary atau daratan).
Setelah domain ditutup boundary, klik opsi Mesh dan klik Triangulate.
Pilih mode triangulation berdasarkan luas elemen maksimum. Luas elemen maksimum dipilih bergantung pada detail atau tidaknya suatu model yang diinginkan.
Setelah meshing selesai, lakukan interpolasi. Ini untuk memberikan suatu harga kedalaman untuk setiap elemen mesh karena scatter yang tersedia masih tersebar.
Kemudian simpan file mesh dengan cara Export Mesh dan beri nama yang diinginkan dalam file .mesh.
Jangan lupa pula menyimpan file mesh generator (.mdf) agar memudahkan proses editing kemudian apabila terjadi kesalahan.
3. MENJALANKAN BASIC SPECTRAL WAVE MODULE (SW)
Setelah model siap, modul spectral wave dapat dijalankan. Buka kembali opsi New File dan pilih product Mike 21 dan modul Spectral Wave.
Berikut tampilan product spectral wave. Terlihat parameter-parameter yang perlu diinput di sebelah kiri dan detailnya di kolom sebelah kanan. Untuk input yang belum lengkap akan ditandai dengan tanda silang sehingga memudahkan pengguna untuk mengetahui kelengkapan model. Pertama-tama masukkan domain model yaitu file .mesh yang telah disiapkan sebelumnya.
Selanjutnya, edit nama boundary yang telah kita input sebelumnya di setup model yaitu boundary 2, 3, 4 menjadi utara, timur atau selatan, tergantung posisi boundary. Ini untuk memudahkan pengguna dalam menginput boundary.
Pilih pengaturan boundary condition. Untuk modul spectral wave terdapat beberapa type input yang diinginkan. Dalam hal ini akan dipilih wave parameter versi 1 yaitu dengan menginput tinggi dan perioda gelombang desain.
Input parameter gelombang yang diinginkan yaitu tinggi, perioda, arah dan directional spreading index gelombang.
