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Publicação
Simulação Numérica da Propagação de Ondas em Canal de Fundo Variável Utilizando o Código IHFOAM
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Orientador(es)
Resumo(s)
A presente dissertação tem como principal objetivo contribuir para a validação do código numérico IHFOAM no estudo da propagação e rebentação de ondas através da simulação numérica de ondas num canal com profundidade variável, em condições próximas do limite de rebentação.
O estudo realizado divide-se em duas partes essenciais. A primeira parte consiste na
realização de um estudo de independência da malha e do passo tempo na influência dos resultados e do número de Courant. Neste estudo são realizadas simulações bidimensionais com uma geometria de fundo plana. São simuladas várias malhas, começando por uma malha bastante refinada e aumentando o número de elementos por altura de onda, seguindo-se um aumento por comprimento de onda e o mesmo para o passo de tempo. São comparados as amplitudes das harmónicas em várias posições ao longo do canal, procurando as dimensões de malha e passo de tempo a partir das quais se garante que todos os fenómenos importantes sejam captados. Numa segunda parte é feita uma simulação tridimensional de um caso de estudo realizado experimentalmente no Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC), com propagação de ondas num canal de fundo variável e estreitamento de secção, produzindo condições perto das de rebentação para determinados parâmetros de onda.
Os resultados experimentais são comparados com os numéricos e demonstram alguma
conformidade. No entanto, existem algumas incongruências, como por exemplo, nas trajetórias de partículas, representadas através de hodógrafos da velocidade e na discrepância de resultados nas sondas de superfície livre que se encontram mais afastadas da zona de geração. A principal causa da diferença nos resultados das trajetórias de partículas poderá estar relacionada com o gerador de ondas estático utilizado no estudo numérico, diferente do gerador do tipo pistão utilizado nos ensaios experimentais. Já as diferenças notadas nas sondas de superfície livre poderão estar relacionadas com fenómenos de reflexão e alguma possível dissipação numérica.
Descrição
Palavras-chave
superfície livre propagação de ondas simulação numérica Navier-Stokes RANS OpenFoam