Modelo de propagação e deformação da agitação marítima para estudos de agitação e ressonância

Abstract

Muitos dos processos de transformação das ondas podem ser descritos pela equação elíptica de declive suave primeiramente apresentada por [7] e formalmente deduzida por [60]. Esta equação descreve os efeitos combinados da refracção e difracção de ondas lineares monocromáticas propagando-se em zonas de fundo de inclinação suave. Neste artigo, apresenta-se o modelo numérico de elementos finitos DREAMS [30] de propagação e deformação de ondas marítimas em fundos de declive suave, tendo em conta os efeitos da rebentação das ondas. Este modelo, que é baseado na equação de declive suave, à qual foi adicionado um termo para ter em conta o efeito da rebentação [9], é capaz de descrever os efeitos combinados dos fenómenos de refracção, difracção e reflexão que se verificam na propagação de ondas monocromáticas em fundos de declive suave. O modelo DREAMS pode ser aplicado em estudos, quer de penetração da agitação marítima de período curto num porto, quer de ressonância de uma bacia portuária excitada por ondas de longo período nela incidentes. São apresentados exemplos da aplicação do modelo DREAMS em estudos de caracterização da agitação marítima em portos da costa Portuguesa. Estes exemplos ilustram as potencialidades deste modelo como ferramenta auxiliar do projecto de obras portuárias ou costeiras. Palavras-chave: ondas marítimas; propagação e deformação de ondas; equação de declive suave; Método dos Elementos Finitos; portos e zonas costeiras. ABSTRACT A numerical model for wave propagation and deformation for harbour disturbance and resonance studies Many sea-wave propagation problems in coastal regions can be described by the elliptic mild-slope equation, the scalar equation first introduced by [7] and formally derived by [60]. This equation, valid for both short and long monochromatic waves, evaluates the combined refraction and diffraction of surface waves propagating over mild-slope bottoms. In this paper, a finite element elliptic model, DREAMS [30], for wave propagation and deformation of waves over slow varying depths, taking into account the wave breaking phenomenon, is presented. This model, which is based upon the mild-slope equation, with an additional term for wave breaking [9], is able to describe the combined effects of refraction, diffraction and reflection that occur during the propagation of monochromatic wave over mild-slope bottoms. DREAMS numerical model performs harbour resonance and wave disturbance computations for harbour and sheltered zones. Some applications of the DREAMS model in the wave characterization inside the Portuguese harbours are presented here. These examples illustrate the major advantages of the model as an auxiliary tool for the design of harbours and coastal works. Key-words: Maritime waves; sea-wave propagation and deformation; mild-slope equation; Finite Element method; harbours and coastal zones.