1 / 24

Modelos Operacionales de Oleaje

Modelos Operacionales de Oleaje. R. Padilla Hernandez BIO Francisco Ocampo Torres CICESE. Curso de oleaje. CICESE ‘03. CONTENIDO. 1. Introducción. 2. Modelos numéricos del oleaje. 3. La ecuación de balance de acción. 4. Términos fuente 5. Modelación numérica 6. WAM y SWAN

mikayla-valenzuela
Download Presentation

Modelos Operacionales de Oleaje

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Modelos Operacionales de Oleaje R. Padilla Hernandez BIO Francisco Ocampo Torres CICESE Curso de oleaje. CICESE ‘03

  2. CONTENIDO 1. Introducción. 2. Modelos numéricos del oleaje. 3. La ecuación de balance de acción. 4. Términos fuente 5. Modelación numérica 6. WAM y SWAN 7. Sistema Entradas/Salidas 8. GoMOOS: Sistema de predicción de oleaje 9. Batimetría y campos de viento. 10. Simulaciones.

  3. 1. Introducción Impacto del oleaje sobre diferentes procesos oceánicos y costeros Las olas tienen un impacto muy importante sobre todos los procesos en la interacción océano atmósfera y también en la mayoría de los procesos costeros. • Físicos: Mareas (interacciones olas-corrientes) • Apilamiento de agua (surge) • Interacciones océano-atmósfera, intercambio de gases, calor, momentum, . . . . • Geológicos: Transporte de sedimento, configuración de la costa (erosion, depositación), ondulitas, . . . • Biológicos: Alta productividad orgánica en arrecifes y su distribución, Eclosión de larvas, . . .

  4. 1. Introducción Importancia de contar con predicciones de oleaje confiables: • Predicción del estado del mar :operaciones marítimas, explotación de gas y petroleo,. .. • Criterios de diseño (costero y oceánico) (Hindcasting) • Busqueda y rescate • Transporte y dispersion de materia disuelta y en suspension • Estimación de la erosión costera • Rutas de navegación • Diseño y protección de puertos • Seguridad de asentamientos costeros. • .. • ..

  5. 2. Modelos numéricos Modelos numéricos del oleaje Promediados en fase Descripcion de la superficie del mar en funcion de la densidad de energia espectral Resueltos en fase Descripción de la superficie del mar en tiempo y espacio Aprox. Hamiltonianos Aprox. Bousinesq Ecuacion de pendiente suave Aprox. Lagrangiana Aprox. Euleriana Combinacion

  6. 2. Modelos numéricos Energía en frecuencia y dirección, . . . no hay información acerca de la fase . . .

  7. 2. Modelos numéricos Modelos numéricos del oleaje Modelos Eulerianos Espectrales F(f,θ) Paramétricos (Hs, fm) WAM Wave Watch SWAN ... HISWA ...

  8. 2. Modelos numéricos Modelos Espectrales WAM SWAN Escalas Oceanicas Global - 10’s kms Escalas Pequeñas 100’s km~10’ metros Esquema Explicito CFL-Criterio Esquema Implicito No CFL-Criterio

  9. 3. Ecuación de balance de acción Equation de Balance Acción Aguas profundas Aguas someras

  10. 4. Términos fuente Entrada de energía debida al viento: Sin Phillips’ (1957) Teoría de crecimento lineal Miles’ (1957) Teoría de crecimento exponencial Interacciones no-lineales (quadrupletas): Snl4 Hasselman (1962, 1963a, 1963b) Integrales de Boltzmann Rompimiento en aguas profundas: Swc Hasselman (1974) “Pulsos de presión”

  11. 4. Términos fuente Fricción con el fondo: Sbf Collins (1972) Hasselman et al. (1974) JONSWAP model Madsen et al (1988) Viscosidad turbulenta (VT) Weber (1989, 1991) VT Christoffersen et al (1985) VT . . . . . Interacciones no-lineales (triadas): Snl3 Eldeberky y Battjes (1995)

  12. 4. Términos fuente Rompimiento inducido por la profundidad: Sbk Eldeberky y Battjes (1996) Otros Dispersión de la energía del oleaje inducidad por irregularidades en el fondo Disipación de la energía de oleaje debido a la percolación . . . .

  13. 6. WAM y SWAN WAMC4-PROMISE1 Modelo de olaje usado principalmente para la simulación del oleaje en aguas profundas e intermedias. (Esquema Explicito) SWAN2 Simulación del oleaje en intermedias y someras con alta resolución. (Esquema Implicito) Esquema Explícito Esquema Implícito t1 t1 CFL limit. tiempo tiempo NO CFL limit. to to x- espacio geografico x- espacio geografico SWAN es, computacionalmente, más barato

  14. Dispersión y Difusion numerica 6. WAM y SWAN tot1t2 θ3 f1 <f2 < f3, Explícito Implícito θ2 y f1 f2 θ1 f3 f1, f2 ,f3, x

  15. Dispersión y Difusion numerica 6. WAM y SWAN tot1t2 θ3 f1 <f2 < f3, Explícito Implícito θ2 y f1 f2 θ1 f3 f1, f2 ,f3, x

  16. 6. WAM y SWAN WAM SWAN Wind Speed at BIO Loc. Wind Speed [m/s] JAN ‘02

  17. 6. WAM y SWAN Limitaciones factores internos y externos WAM SWAN Difracción Corrientes inducidas por el oleaje Aproximacion de Interacciones discretas (DIA) Campos de viento y batimetría

  18. 7. Sistema entradas/salidas Mareas (η, u) Surge Batimetría Viento Boun. Cond. Modelo Numérico de Oleaje F(f,θ), Hs, Tp,m,1,2,...ub, τb, θm,p, . . . , u*, zo, Setup, Coef. friccion. Interacciones océano-atmósfera (temperatura, intercambio de gases, . . .) , Transporte de sedimento, etc. etc., esfuerzos sobre estructuras,

  19. 8. -GoMOOS 2 Sistemas de anidamiento (a) WAM-P in WAM-P. (b) SWAN(fine-grid) in WAM (interm-grid) Comparaciones entre modelos Espacio geográfico Comparacion Modelos-mediciones in situ : DWR y ADCP Series de tiempo

  20. 8. GoMOOS Depth Jan 10-16, 2002

  21. 8. GoMOOS BIO Location (-66.99, 43.31) ADCP: Perfilador Acustico Doppler • Propiedades del olejae por medio de la medición de velocidades orbitales • 3 mediciones independientes:Presion, velocidad orbital y localizacion de la superficie por medio de eco DWR: Boya direccional • Propiedades del olejae por medio del movimiento de la boya • 3 mediciones independientes : balanceo e-o y n-s, aceleraciones en z. Profundidad [m] Aparato Δt Medic. in situ wamnear ww3 swan ADCP 2 h. 19 46 43 43 DWR 0.5 h. 19 46 43 43

  22. Bomba atmosférica. Enero - 2002 9. Campos de viento.

  23. 10. Simulaciones Sistema de directorios, subdirectorios y archivos bin: Archivos de mandos, exe: Ejecutables $HOME/../coarse/ inp: Archivos de entrada /interm/ work: Dir. auxiliar de trabajo (compilar y ligar). /fine/ output: Resultados. work: Directorio principal de trabajo. /tmp/ temp: Directorio temporal (cond. de frontera) coarse; interm;fine

More Related