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

Abstract

Debido a la necesidad de proponer estructuras de protección costera que sean ambientalmente viables y operacionalmente efectivas, se propone como estructura para proteger el muelle de la Estación de Guardacostas de Santa Marta, Colombia, un Rompeolas Flotante; empleando para su diseño y validación un modelo en numérico de partículas en 2D, conocido como Smoothed Particle Hydrodynamics. Desarrollando todo el proceso de validación y análisis de los casos para obtener resultados confiables y que permitan proponer un Rompeolas Flotante con dimensiones concretas, que atenúe el efecto del oleaje incidente en el muelle.

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

Author: Rueda Durán, Alejandro
Year: 2013
Source: https://accedacris.ulpgc.es/jspui/bitstream/10553/9813/4/0676195_00000_0000.pdf
Alejand o Rueda Du an
Ma zo 14 de 2003
Di ec o es: Ph.D G. Rod iguez
Ph.D S. Lonin
Ph.D I. Alonso
Agenda
1. Desc ipción del P oblema de Es udio
a. Á ea de es udio
b. Gene alidades de los Rompeolas Flo an es -ROF
2. Smoo hed Pa icle Hyd odynamics - SPH
3. Me odología pa a abo da el p oblema
a. Diseño del Box Model
b. Diseño del Rompeolas de es udio
4. Resul ados y Discusión
5. Conclusiones
6. P egun as
20
10
0
10
20
30
45
1. Desc ipción del P oblema de Es udio
a. Á ea de es udio
•Ma ina depo i a
•Espigón
Caño Manzana es
Muelle EGSAM
1. Desc ipción del P oblema de Es udio
a. Á ea de es udio
1. Desc ipción del P oblema de Es udio
a. Á ea de es udio
Año 2006 Año 2009
Año 2011 Año 2012

1. Desc ipción del P oblema de Es udio
a. Á ea de es udio
1. Desc ipción del P oblema de Es udio
b. Gene alidades de los ROF
1. Desc ipción del P oblema de Es udio
b. Gene alidades de los ROF
U.S. Na y Ci il Enginee ing Labo a o y
De la Sala, P., (1873)
1. Desc ipción del P oblema de Es udio
b. Gene alidades de los ROF
Flexible
Pon ón
Ca ama án
F ezano , I aly
www.wa eb ake.com
www.nau iexpo.com
3. Me odología pa a abo da el p oblema
a. Diseño del ROF
Se empleo el caso p opues o po B uce (1985) Bahía
F iday (Washing on).
Se aplico la me odología desa ollado po las au o es a
pa i de la elación dimensional de los p incipales
pa áme os:
Ancho (w)
Al u a (ZR)
Calado (D )
P o undidad (h)
Longi ud de onda (λ)
Pe iodo (T)

3. Me odología pa a abo da el p oblema
a. Diseño del ROF
ROF sin mo imien o en ningún eje
Fluido ideal, comp esible, i o acional y T.O.L.
Oleaje pa alelo al muelle
Todas simulaciones se co ie on : 160s , T= 8,7, y 6s y XR=50, 75, 100 y 150m
Al u a /
Calado
ZR/d
Ancho /
Calado
W/d
Al u a de
ola/
P o undidad
H/h
P o undidad
/ Longi ud
de onda
h/L
Ancho del
ROF/
Longi ud de
onda W/L
Calado /
P o undidad
d /h
Al u a de
ola/
Longi ud de
onda Hi/L
P o undidad
dimensional
2πh/L
1,57142857 60,156 0,195853108 0,164516611 0,14 0,03055308 1,230581372
Al u a de
ola
inciden e
Hi
Al u a de
ola
T ansmi ida
H
Longi ud de
Onda L
P o undidad
hR
Pe iodo
T
Calado ROF
d
Al u a ROF
ZR
Ancho ROF
W
270,98298807 20 72,8 4,4 16,8
eal A. in e m. eal eal d /h D/d W/d
Dimensiones del ROF pa a las Condiciones de San a Ma a Empleando elaciones B uce (1985)
3. Me odología pa a abo da el p oblema
a. Diseño del ROF
Pa a ealiza la alidación del modelo se co ie on 90
simulaciones y se e alua on 630 olas.
Todas las simulaciones se co ie on empleando dos (02) GPU
(G aphics P ocessing Uni s) con el apoyo del En i onmen al
Physics Labo a o y de la Uni e sidad de Vigo.
El iempo de calculo de las simulaciones oscila en e 100 y 220
minu os.
3. Me odología pa a abo da el p oblema
a. Diseño del ROF
Box model se compo a como una caja ce ada….Resonacia????
Fenómeno que desc iba el p oceso…..Seiches!!!!!
“Oscilaciones de la go pe iodo que ocu en en cuencas ce adas o semi
ce adas, que al gene a esonancia, inc emen an la al u a de ola en su
in e io ”
Me ian (1828)
𝑇𝑛=2𝐿
𝑛𝑔𝑔 (6)
Donde 𝑇𝑛 es el pe iodo na u al de oscilación, L es la longi ud del
dominio, n el núme o de nodo.
C i e io de So ensen (1993) que elaciona L/λ y cuando puede
p esen a se esonancia.
4. Resul ados 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 Dep h
Pe iodos c í icos pa a una da sena abie a 0,25 0,75 1,25 1,75 2,25
Pe iodos c í icos pa a una da sena ce ada 0,5 11,5 22,5
Inc emen an en 0.50 // *λ
Inc emen an en 0.50 // *λ
4. Resul ados 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 Dep h
λ
T
λ
FB Dep h
λ
T
FB Dep h
λ
FB Dep h
T
Pe iodos c í icos pa a una da sena abie a 0,25 0,75 1,25 1,75 2,25
Pe iodos c í icos pa a una da sena ce ada 0,5 11,5 22,5
Inc emen an en 0.50 // *λ
Inc emen an en 0.50 // *λ

4. Resul ados y Discusión
Si en odos los casos hay +/- esonancia….. Tend emos
esul ados ic icios???
1,20
0,90
0,70
0,00
_
8s
;
_
J,
0,<0
_
7s
_
6,
-
6<
0,30
0,20
0,10
4. Resul ados y Discusión
o, o
0, 0
0,40
_
s
_
7
~
O,JJ
-
1$
_
6
-
~
0,20
0,
10
0,00
°
O
1
00
2 0
lOO
4. Resul ados y Discusión
En 2D se p esen a e lexión y esonancia
Buena co elación en e la mejo condición y
modelada y el caso de es udio
El box model se compo a como cuenca ce ada y semi
ce ada dependiendo la dis ancia en e el ROF y el
muelle
En gene al ….. Validación del modelo!!!!!!!
5. Conclusiones
En el 97% de las condiciones simuladas hay educción
del oleaje en alo es de K en e 0,80 - 0,10.
La esonancia p esen e en el modelo no al e a
ic iciamen e los esul ados ob enidos pa a el caso de
es udio.
El modelo ep oduce adecuadamen e los e ec os de
e lexión, asome amien o, icción con el ondo y
a enuación, siendo en 2D el enómeno gobe nan e la
e lexión.
En la ealidad no se p esen a la esonancia obse ada
po no se 2D.