Modelagem computacional da propagação de espectro de ondas em tanques
Em engenharia existem, fundamentalmente, três ferramentas para desenvolvimento de projetos e análises de problemas, métodos analíticos, métodos numéricos e experimentais. Os trabalhos experimentais de Engenharia Oceânica e Naval tem usado tanques de ondas. No entanto, considerando o avanço dos compu...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis de maestría |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2018 |
| País: | Brasil |
| Institución: | Universidade Federal do Rio Grande (FURG) |
| Repositorio: | Repositório Institucional da FURG (RI FURG) |
| Idioma: | portugués |
| OAI Identifier: | oai:repositorio.furg.br:1/9068 |
| Acceso en línea: | http://repositorio.furg.br/handle/1/9068 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Geometria e modelagem computacional Tanque de ondas Espectro de ondas Praia numérica Simulação numérica Volume de fluido Ondas oceânicas Computational modeling Waves tank Wave spectrum Numerical beach Numerical simulation Volume of fluid Ocean waves |
| Sumario: | Em engenharia existem, fundamentalmente, três ferramentas para desenvolvimento de projetos e análises de problemas, métodos analíticos, métodos numéricos e experimentais. Os trabalhos experimentais de Engenharia Oceânica e Naval tem usado tanques de ondas. No entanto, considerando o avanço dos computadores e dos modelos numéricos atualmente, na literatura, há diversos estudos considerando tanque de ondas para a simulação numérica. Desta forma os pesquisadores tem cada vez mais utilizado a modelagem computacional para analisar os processos oceânicos, uma vez que a simulação numérica é uma importante metodologia na execução de um projeto de engenharia, pois o experimental muitas vezes não é possível, seja pelo elevado custo financeiro e até mesmo por segurança. Neste sentido, o presente trabalho apresenta uma metodologia de simulação numérica de espectro de ondas em tanques numérico. O objetivo é obter recomendações sobre a discretização espacial e temporal, influência do número de componentes de ondas no espectro de ondas, a influência da profundidade da superfície livre e a influência do número de pontos considerados para a montagem da curva de densidade de energia através da Transformada Rápida de Fourier. Para tanto é considerado um espectro de ondas do tipo Pierson-Moskowitz, com altura e período significativos definidos. Além disso, uma importante atualização no modelo computacional é a eliminação da reflexão das ondas através de uma região de amortecimento, chamada de praia numérica. Para a solução numérica é empregado um código de dinâmica dos fluidos computacional, FLUENT® baseado no Método de Volumes Finitos (MVF). A geometria e a geração da malha são desenvolvidas no software GAMBIT®. O modelo multifásico Volume of Fluid (VOF) é aplicado no tratamento da interação água-ar. As recomendações obtidas, principalmente para a discretização espacial e temporal, indicam que é possível reproduzir numericamente a propagação de espectro de ondas em tanques com acurácia. Com isto, entende-se que este trabalho poderá ser utilizado como referencial, principalmente no estudo numérico de dispositivos conversores de energia das ondas do mar em energia elétrica, pois com as recomendações obtidas é possível simular computacionalmente espectro de ondas em tanques de ondas, o que representa um modelo mais realístico. |
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