Evolución de la transmisión de la energía del oleaje a través de un rompeolas flotante empleando un método SPH

Alejandro Rueda Duran Marzo 14 de 2003 Directores: Ph.D G. Rodriguez Ph.D S. Lonin Ph.D I. Alonso Agenda 1. Descripción del Problema de Estudio a. Área de estudio b. Generalidades de los Rompeolas Flotantes -ROF 2. Smoothed Particle Hydrodynamics - SPH 3. Metodología para abordar el problema a. Diseño del Box Model b. Diseño del Rompeolas de estudio 4. Resultados y Discusión 5. Conclusiones 6. Preguntas 20 10 0 10 20 30 45 1. Descripción del Problema de Estudio a. Área de estudio •Marina deportiva •Espigón Caño Manzanares Muelle EGSAM 1. Descripción del Problema de Estudio a. Área de estudio 1. Descripción del Problema de Estudio a. Área de estudio Año 2006 Año 2009 Año 2011 Año 2012 1. Descripción del Problema de Estudio a. Área de estudio 1. Descripción del Problema de Estudio b. Generalidades de los ROF 1. Descripción del Problema de Estudio b. Generalidades de los ROF U.S. Navy Civil Engineering Laboratory De la Sala, P., (1873) 1. Descripción del Problema de Estudio b. Generalidades de los ROF Flexible Pontón Catamarán Frezano , Italy www.wavebrake.com www.nautiexpo.com 3. Metodología para abordar el problema a. Diseño del ROF Se empleo el caso propuesto por Bruce (1985) Bahía Friday (Washington). Se aplico la metodología desarrollado por las autores a partir de la relación dimensional de los principales parámetros: Ancho (w) Altura (ZR) Calado (Dr) Profundidad (h) Longitud de onda (λ) Periodo (T) 3. Metodología para abordar el problema a. Diseño del ROF ROF sin movimiento en ningún eje Fluido ideal, compresible, irrotacional y T.O.L. Oleaje paralelo al muelle Todas simulaciones se corrieron : 160s , T= 8,7, y 6s y XR=50, 75, 100 y 150m Altura / Calado ZR/dr Ancho / Calado W/dr Altura de ola/ Profundidad H/h Profundidad / Longitud de onda h/L Ancho del ROF/ Longitud de onda W/L Calado / Profundidad dr/h Altura de ola/ Longitud de onda Hi/L Profundidad dimensional 2πh/L 1,57142857 60,156 0,195853108 0,164516611 0,14 0,03055308 1,230581372 Altura de ola incidente Hi Altura de ola Transmitida Ht Longitud de Onda L Profundidad hR Periodo T Calado ROF dr Altura ROF ZR Ancho ROF W 270,98298807 20 72,8 4,4 16,8 real A. interm. real real dr/h D/dr W/dr Dimensiones del ROF para las Condiciones de Santa Marta Empleando relaciones Bruce (1985) 3. Metodología para abordar el problema a. Diseño del ROF Para realizar la validación del modelo se corrieron 90 simulaciones y se evaluaron 630 olas. Todas las simulaciones se corrieron empleando dos (02) GPU (Graphics Processing Units) con el apoyo del Environmental Physics Laboratory de la Universidad de Vigo. El tiempo de calculo de las simulaciones oscila entre 100 y 220 minutos. 3. Metodología para abordar el problema a. Diseño del ROF Box model se comporta como una caja cerrada….Resonacia???? Fenómeno que describa el proceso…..Seiches!!!!! “Oscilaciones de largo periodo que ocurren en cuencas cerradas o semi cerradas, que al generar resonancia, incrementan la altura de ola en su interior” Merian (1828) 𝑇𝑛=2𝐿 𝑛𝑔𝑔 (6) Donde 𝑇𝑛 es el periodo natural de oscilación, L es la longitud del dominio, n el número de nodo. Criterio de Sorensen (1993) que relaciona L/λ y cuando puede presentarse resonancia. 4. Resultados y Discusión h45 λ50 75 100 150 899,576 1,9915 1,33 10,66 776,457 1,5291 1,02 0,76 0,51 656,205 1,1241 0,75 0,56 0,37 T λ/L FB Depth Periodos críticos para una darsena abierta 0,25 0,75 1,25 1,75 2,25 Periodos críticos para una darsena cerrada 0,5 11,5 22,5 Incrementan en 0.50 // *λ Incrementan en 0.50 // *λ 4. Resultados y Discusión λ/L λ/L h28 50 h30 75 897,012 1,9402 897,653 1,302 775,738 1,5148 775,952 1,0127 656,1 1,122 656,139 0,7485 λ/L λ/L h32 100 h37 150 898,153 0,9815 898,976 0,6598 776,106 0,7611 776,329 0,5089 656,163 0,5616 656,193 0,3746 T FB Depth λ T λ FB Depth λ T FB Depth λ FB Depth T Periodos críticos para una darsena abierta 0,25 0,75 1,25 1,75 2,25 Periodos críticos para una darsena cerrada 0,5 11,5 22,5 Incrementan en 0.50 // *λ Incrementan en 0.50 // *λ 4. Resultados y Discusión Si en todos los casos hay +/- resonancia….. Tendremos resultados ficticios??? 1,20 0,90 0,70 0,00 _ 8s ; _ J, 0,<0 _ 7s _ 6, - 6< 0,30 0,20 0,10 4. Resultados y Discusión o,ro 0,\0 0,40 _ s\ _ 7\ ~ O,JJ - 1$ _ 6\ - ~ 0,20 0, 10 0,00 ° \O 1 00 2\0 lOO 4. Resultados y Discusión En 2D se presenta reflexión y resonancia Buena correlación entre la mejor condición y modelada y el caso de estudio El box model se comporta como cuenca cerrada y semi cerrada dependiendo la distancia entre el ROF y el muelle En general ….. Validación del modelo!!!!!!! 5. Conclusiones En el 97% de las condiciones simuladas hay reducción del oleaje en valores de Kt entre 0,80 - 0,10. La resonancia presente en el modelo no altera ficticiamente los resultados obtenidos para el caso de estudio. El modelo reproduce adecuadamente los efectos de reflexión, asomeramiento, fricción con el fondo y atenuación, siendo en 2D el fenómeno gobernante la reflexión. En la realidad no se presenta la resonancia observada por no ser 2D.