Author(s): Soares, Helson Primo
Date: 2013
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10362/11201
Origin: Repositório Institucional da UNL
Subject(s): Estruturas costeiras; Modelos numéricos; Método Lagrangeano; Smoothed particle hydrodynamics; FLUINCO; SPHyCE
Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Mecânica
O presente trabalho apresenta uma aplicação do modelo numérico SPHyCE (Smoothed Particle Hydrodynamics for Coastal Engineering), baseado num método Lagrangeano de partículas, na modelação da interacção entre uma onda regular e um quebra-mar de talude, comparando os resultados numéricos obtidos com os dados de ensaios em modelo físico realizados no LNEC à escala geométrica 1:30. Na realização deste estudo foram analisados: - O método de absorção activa: o modelo numérico SPHyCE permite modelar um canal semi-infinito por via de um método de absorção activa implementada no batedor de tipo pistão. A técnica, já validada para ondas monocromáticas, foi validada para ondas bicromáticas. - O método de acoplamento: uma técnica de acoplamento passiva entre o modelo de propagação de ondas, FLUINCO, e o modelo de interacção onde-estrutura, SPHyCE, foi desenvolvida para modelar não só a interacção onda-estrutura, mas também a propagação e transformação da onda, particularmente no caso de batimetria variável. A técnica de acoplamento permite definir o conteúdo espectral da onda incidente transformada, simulada pelo código FLUINCO, numa dada secção de acoplamento, transferindo esta informação para o modelo SPHyCE, no qual a onda é “re-gerada” utilizando um batedor de tipo pistão. A técnica de acoplamento foi analisada e validada no caso da propagação e interacção de uma onda regular com um quebra-mar de taludes. A comparação dos resultados numéricos, obtidos utilizando a técnica de acoplamento, com os dados de ensaios em modelo físico, permite verificar que o desempenho do modelo numérico é coerente: a elevação de superfície livre é bem estimada, tanto antes da estrutura, como no meio poroso do quebramar; o modelo previu um galgamento pequeno que, contudo, tal não foi observado nos ensaios em modelo físico, o que pode ser simplesmente atribuído às pequenas diferenças da estrutura relativamente à definição do meio poroso nos modelos numérico e experimental. A técnica de acoplamento permite estudar zonas relativamente extensas, do largo até às estruturas costeiras, utilizando dois modelos numéricos, cada um deles dedicado à modelação de uma zona específica do domínio de cálculo, em função das suas características, com o intuito de reduzir o tempo de cálculo computacional e garantindo uma maior precisão dos resultados.
