Analysis of spectral wave energy transfer methodologies from deep to shallow water.
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Date
2011
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Abstract
Antes de diseñar cualquier obra marítima es necesario conocer primero las condiciones de oleaje reinante a la cual estará sometida a fin de lograr un diseño adecuado. Como las boyas de medición son escasas considerando el tamaño del océano, los ingenieros generalmente recurren a modelos numéricos de generación de oleaje para determinar estas condiciones. El problema: el número de simulaciones que se requiere hacer en el modelo para generar una estadística completa es elevado, y el tiempo computacional que requiere cada simulación también lo es. En este trabajo se aborda el problema de la propagación espectral de oleaje desde aguas profundas a aguas someras, formalizando un método robusto de transferencia de climas de oleaje que permite ahorrar tiempos significativos de cálculo. Otros métodos de propagación son también descritos y comparados. El método propuesto consiste en propagar un número limitado de espectros sintéticos en el modelo y con esa información transformar un número cualquiera de espectros reales, mediante superposición lineal. El resultando de esa transformación es equivalente a haber propagado todos los espectros reales en el modelo numérico.
El método logra reducir significativamente el número de simulaciones requeridas y al mismo tiempo representar adecuadamente la forma y los parámetros resumen del espectro de salida, con diferencias en estos menores al 1% en comparación con la propagación espectral completa. La desventaja del método es que sólo es válido en casos donde los efectos no-lineales son poco importantes. La información espectral de un estado de mar además presenta varias ventajas contra la información resumida en parámetros estadísticos de resumen. Entre ellas: (1) entrega mejores resultados al propagar estados de mar en un modelo numérico y (2) entrega una mejor estimación de la potencia media de oleaje. Los parámetros de resumen tienden a sobreestimar esta última; y la forma en que estos se extraen del espectro puede tener un gran impacto en los resultados.
Description
Tesis (Master of Science in Engineering)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2011