Desempenho dos modelos numéricos COULWAVE e FLUENT na simulação de ondas ao longo de um canal de ondas

Abstract

Este trabalho avalia o desempenho de dois modelos do tipo Boussinesq (COULWAVE) e RANS (FLUENT, versão 6.3.26) na zona de rebentação, aferindo as potencialidades e limitações de cada um, quando aplicados ao caso de teste, estudado experimentalmente no LNEC, de simulação da propagação de ondas sobre um fundo de batimetria variável. O modelo COULWAVE é um modelo de diferenças finitas para a propagação de ondas fortemente não-lineares e dispersivas, em zonas de profundidade variável. O modelo FLUENT é um modelo de volumes finitos que utiliza um método de captura de interface VOF para determinação da posição da superfície livre. Os resultados numéricos de ambos os modelos são analisados para as várias condições de agitação testadas (ondas monocromáticas com 2 períodos e 2 alturas diferentes). É efectuada uma análise no tempo e comparados os valores experimentais com os numéricos referentes à altura de onda significativa, e aos valores mínimo, máximo e médio da velocidade horizontal ao longo do canal (a meio da coluna de água). Determinaram-se parâmetros estatísticos de modo a quantificar a diferença entre os resultados numéricos e experimentais no caso da altura da onda e da velocidade. É também realizada uma análise espectral de modo a caracterizar o desempenho dos modelos e a sua capacidade na simulação dos efeitos não lineares. Com o modelo FLUENT é ainda apresentada uma comparação entre valores numéricos e experimentais de perfis de velocidade ao longo da coluna de água.