Evaluación de técnicas de modelado para definir el oleaje en zonas de difracción en aguas de profundidad relativa intermedia, aplicado a la bahía de Valparaíso, V Región Chile

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Escuela de Ingenieria Civil Oceanica

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En la práctica actual, para replicar el fenómeno de difracción, asomeramiento y refracción del oleaje en su proceso de transición, son empleados generalmente modelos del tipo Boussinesq (hiperbólicos). Pese a esto, no se usa para aguas profundas debido a que las ecuaciones del modelo están limitadas por profundidad (ecuaciones débilmente no lineales) y además requiere de un alto recurso computacional. Ésta razón motiva a evaluar modelos cuyas soluciones provienen de la ecuación de la pendiente suave, que utilizan un menor recurso computacional y que no poseen límites de profundidad. El presente trabajo se centra en la evaluación y análisis del estado del arte relativo a modelos matemáticos del software Mike21, en su versión espectral, elíptica y parabólica, cuyos últimos dos contienen ecuaciones que permiten ser empleados para el estudio de la difracción del oleaje. En primer lugar son aplicados a casos con batimetrías idealizadas (benchmarks) en condiciones de aguas profundas, y posteriormente a un caso práctico en la Bahía de Valparaíso - V Región de Chile, que presenta una batimetría irregular, y además se encuentra bajo la influencia de la Punta Ángeles quien domina la difracción del lugar. Los parámetros del oleaje propagados en el caso práctico corresponden a datos del modelo Olas-Chile II, mientras que para los casos idealizados se utilizan alturas de olas unitarias. Para analizar, comparar y validar los resultados de los casos benchmarks se utilizaron los coeficientes de difracción obtenidos de los diagramas de Wiegel y Jhonson. Mientras que para el caso de la bahía de Valparaíso se cuenta con el registro de la boya S4ADW, frente a muelle Barón, que contrarresta las simulaciones de los modelos versus la medición in situ. Los resultados finales de los modelos evaluados presentan diferencias notables a la hora de calcular la difracción en Valparaíso cuando éste es el principal fenómeno de interés en un fondo variable. Sin embargo, para casos en donde la pendiente de la playa es escasa, como lo son los benchmarks (profundidad constante), la distribución de direcciones y alturas es mejor definida por las ecuaciones elípticas y parabólicas, mientras que el modelo espectral presenta una distribución energética menos precisa en contraste con las soluciones gráficas de Wiegel y Jhonson.

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OLEAJE - CHILE, REFRACCION DEL OLEAJE, ZONAS DE DIFRACCION

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