Análise comparativa de metodologias de modelagem numérica da propagação de ondas aplicada à engenharia costeira e portuária.

• Ano de defesa: 2003
• Autor(a) principal: Silva, Guilherme da Costa
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertacoes da USP; Universidade de São Paulo; Escola Politécnica
• Palavras-chave em Português: Engenharia costeira; Hidráulica marítima; Ondas; Portos marítimos; Coastal engineering; Maritime hydraulics; Seaports; Waves
• Link de acesso: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3147/tde-07052026-104810/

As ondas influenciam as construções costeiras como diques, quebra-mares e estruturas offshore além de processos naturais como o transporte de sedimentos e mudanças na conformação do fundo batimétrico. As avaliações das condições das ondas em áreas costeiras (altura da onda, período da onda e rumo de propagação) são essenciais para estimar as forças envolvidas nas linhas de costa e, portanto, o uso de modelo numérico torna-se, cada vez mais, uma ferramenta importante e útil. As ondas na superfície do oceano em águas profundas podem ser estimadas com modelos de ondas baseados nas equações de balanço de energia ou agitação e, algumas vezes, são estendidas para águas intermediárias através da inclusão de efeitos de refração, difração e atrito de fundo. As técnicas numéricas que são usadas nas primeiras gerações destes modelos de propagação de ondas podem restringir seu uso em regiões de água-rasa e em áreas costeiras de pequena escala por causa custo computacional elevado. Uma alternativa é estender as aproximações das equações de balanço de energia e agitação para regiões de águas rasas usando outras técnicas numéricas ou resolvendo o problema com modelos baseados nas equações de balanço de massa e momento. Tais modelos são geralmente baseados nas equações de Hamilton, equações de Boussinesq ou nas equações de declividade suave (ou na sua versão parabólica). Estes modelos reconstroem a elevação de superfície de mar no espaço e no tempo considerando efeitos derefração, difração e dissipação como atrito de fundo e arrebentação das ondas. Nesta tese foi desenvolvido um modelo numérico de propagação de ondas sobre batimetrias irregulares. O modelo foi baseado nas equações de declividade suave formulada por Berkhoff em 1972. É possível reproduzir o efeito combinado de refração, difração e empolamento da onda além da dissipação de energia devido a arrebentação e atrito de fundo. ) O modelo MIKE 21 NSW - NEARSHORE SPECTRAL WIND-WAVE, baseado nas equações de conservação da densidade de agitação do espectro da onda e que descreve a propagação, crescimento e decaimento das ondas curtas em áreas costeiras, foi comparado como o modelo desenvolvido nesta tese. O MIKE 21 BW - BOUSSINESQ WAVE, baseado na solução numérica da nova forma das equações bidimensionais de Boussinesq, também foi usado para calibrar o modelo desenvolvido. Métodos clássicos das ortogonais, que levam em conta apenas a refração das ondas e os modelos físicos permitiram complementar as avaliações dos limites de aplicação.