Modelação numérica do galgamento de uma estrutura costeira impermeável usando um modelo Lagrangiano

Abstract

A aplicação dos modelos Lagrangianos e em particular dos modelos baseados no conceito Smoothed Particle Hydrodynamics – SPH, à modelação numérica de escoamentos com superfície livre é muito recente, pois os desenvolvimentos destes modelos numéricos decorreram na última década. Os primeiros estudos relacionados com a dinâmica de fluidos consistiram essencialmente em demonstrar a aplicabilidade do método SPH e a sua potencialidade para modelar deformações complexas da superfície livre. A aplicação do método de partículas à engenharia costeira iniciou-se ainda mais recentemente e apenas há dois anos no Núcleo de Portos e Estruturas Marítimas do Departamento de Hidráulica e Ambiente do LNEC. A modelação numérica da interacção entre ondas e estruturas costeiras é muito complexa devido aos diversos fenómenos que ocorrem: propagação e transformação da onda, rebentação da onda, reflexão na estrutura, interacção entre onda incidente e reflectida e, por fim, galgamento da estrutura. O galgamento é assim o último fenómeno do processo de interacção onda-estrutura, o que implica que é apenas possível obter resultados precisos do caudal médio galgado se todos os outros fenómenos forem correctamente modelados. Desta forma, o desempenho do modelo numérico deve estar avaliado e validado para cada fenómeno antes de ser utilizado em aplicações práticas de engenharia. Neste artigo apresenta-se de forma breve o modelo numérico SPHysics, baseado no método SPH, as suas vantagens e limitações. Apresentam-se ainda alguns exemplos de aplicação deste modelo ao estudo da interacção entre ondas e estruturas marítimas que envolvem propagação das ondas, rebentação, espraiamento e galgamento.