Contribuição para o desenvolvimento de um programa computacional para separação das componentes incidente e refletida da ondulação

Abstract

Quando uma estrutura é sujeita à ação de uma onda marítima, uma parte da energia da onda incidente pode ser devolvida para montante em resultado da reflexão. Poderá também ocorrer dissipação local de energia na estrutura. Se a estrutura for transponível (e.g.: quebra-mar submerso) a energia remanescente poderá propagar-se para jusante.Em canais de ondas laboratoriais, a separação das ondas incidente e refletida pode revelar-se de grande importância, nomeadamente por duas ordens de razões:- A primeira, por proporcionar de forma objetiva a quantificação do coeficiente de reflexão para diversos tipos de estruturas que se deseje ensaiar no interior do canal de ondas laboratorial; - A segunda, por permitir uma quantificação mais rigorosa da eficiência energética de conversores de energia das ondas nos casos em que estes são passíveis de gerar reflexão para montante. Neste caso, a interação da onda refletida com a incidente pode originar alturas de onda que, a serem tomadas pelas da onda incidente, irão falsear a avaliação da energia incidente e consequentemente da eficiência energética do dispositivo.Atendendo à relevância dos aspetos mencionados, foi efetuado o desenvolvimento, implementação e validação de um programa de cálculo automático para separação da onda nas suas componentes incidente e refletida, o qual se pretende venha a ser usado nos trabalhos de investigação realizados no LHRHA do DEC-FCTUC. O trabalho incluiu uma análise da bibliografia para identificar o método de separação adotado. Incluiu também a programação e implementação computacional do referido método, a qual foi validada por via teórica, numérica, experimental e recorrendo a resultados obtidos com software comparável.

When a structure is subjected to the action of a sea wave, a portion of the incident wave energy may be returned upstream as a result of reflection. There may also be some local dissipation of energy in the structure. If the structure is transposable (e.g. submerged breakwater) the remaining energy can propagate downstream.In laboratory wave flumes, the separation of incident and reflected waves can be of great importance, namely for two reasons:- The first one, by objectively providing the quantification of the reflection coefficient for different types of structures that can be readily tested inside the laboratory wave channel;- The second, by allowing a more rigorous quantification of the energy efficiency of wave energy converters in cases where they are likely to generate upstream reflection. In this case, the interaction of the reflected wave with the incident wave can give rise to wave heights that, if taken by the incident wave, will distort the assessment of the incident energy and, consequently, the energy efficiency of the device.Given the relevance of the aforementioned aspects, the development, implementation and validation of an automatic calculation program for the separation of the incident and reflected wave components was carried out, which is intended to be used in the research work carried out in the LHRHA of the DEC-FCTUC. The work included an analysis of the bibliography to identify the adopted separation method. It also included the computational programming and implementation of the aforementioned method, which was validated theoretically, numerically, experimentally and using results obtained using comparable software.