İki boyutlu kıyı alanı hidro dinamik model kalibrasyonu Mike 21 HD örneği

Abstract

Günümüzde, Hidrolik ve Çevre Mühendisliği dallarındaki bir çok çalışma için sayısal modelleme artık sürekli olarak kullanılan bir araç olmuştur. Dolayısı ile günümüze değin uygulanan fiziksel ölçekli modeller artık yerini matematik modellere bırakmaktadır. Geliştirilen herhangi bir matematik modelin uygulanmasının önündeki en büyük endişe, "kalibrasyon" olarak ta bilinen model parametreleri uyum sürecidir. Hidrodinamik bir model için "model kalibrasyonu", su seviyesi, akıntı hızı ve yönü gibi hidrodinamik parametreler üzerinde, ölçülmüş ve modellenmiş değerler arasındaki farkı minimum yapan bir uyum ile başarılabilir. Söz konusu uyumu desteklemek için ise, "hataların kareli ortalamalarının karekökü (RMSE)" gibi istatistiksel ölçümlere dayalı hata fonksiyonları dikkate alınmalıdır. Geleneksel model kalibrasyon tekniği, parametre ayarlarının deneme yanılma yöntemi kullanılarak yapıldığı, el ile olan uygulamadır. Ancak el ile uygulanacak bir kalibrasyon, bağımsız model parametrelerinin sayısına ve bu parametreler arası etkileşim derecesine bağlı olarak oldukça usandırıcı ve zaman tüketici bir görev olabilmektedir. Son yıllarda, zaman tüketici bu sürecin yerini alabilecek otomatik kalibrasyon yöntemleri üzerine yapılan araştırmalar halen yürütülmektedir. Otomatik kalibrasyon yöntemi, ölçülmüş ve modellenmiş değerler arasındaki farkı karşılaştıran hedef fonksiyonların optimizasyonunu gerektirir. Dolayısı ile kalibrasyon problemi bir optimizasyon problemi olarak değerlendirilmekte ve çözüm algoritmaları bu doğrultuda geliştirilmektedir. Bu çalışma ile, günümüzde yaygın şekilde uygulanan hidrodinamik kalibrasyon teknikleri ve optimizasyonu konusu üzerinde durulmuştur. Hidrodinamik modelleme sisteminin bir parçası olan MIKE 21 HD modelleme yazılımı ilerleyen aşamalarda kullanılmıştır. Model parametrelerinin temininden kalibrasyon parametrelerinin seçimine, hedef fonksiyonların tespitinden optimizasyon algoritmalarının tercihine kadar bir çok farklı adım üzerinde yoğunlaşılmıştır. Anlatılanları desteklemek üzere örnek bir uygulama çalışması sunulmuştur.