Martes, 10 Abril 2012 10:57

IH-2VOF

ih2vof3IH-2VOF es un modelo en plena expansión y el más avanzado entre los de su categoría para el estudio de la interacción onda-estructura. Entre sus principales características destacan su capacidad para la simulación de todo tipo de estructuras marítimas a escala de prototipo o laboratorio. Así como, su capacidad para simular todo tipo de oleajes: oleaje regular, irregular, onda solitaria, etc. Todo ello proporciona al modelo IH-2VOF gran versatilidad, siendo capaz de simular dominios a escala de prototipo de hasta un kilómetro. El IH Cantabria ha calibrado y validado el modelo para el caso de diques en talud de materiales sueltos mediante numerosos ensayos de laboratorio, además de haber sido aplicado al diseño de obras marítimas.

IH-2VOF resuelve las ecuaciones bidimensionales en dos fases de Navier-Stokes, con la promediación de Reynolds, para tener en cuenta el papel de los procesos turbulentos del flujo. Dentro de los medios porosos, como son los mantos de las estructuras de materiales sueltos, se realiza un promediado a lo largo de un volumen de control. Por tanto el modelo resuelve las llamadas ecuaciones VARANS (Volume-Averaged/Reynolds-Averaged Navier-Stokes). El seguimiento de la superficie libre se resuelve mediante la técnica VOF (Volume Of Fluid) y la turbulencia se modela mediante un modelo k-ε.

En el desarrollo del modelo IH-2VOF, se ha prestado una especial atención a los procesos de generación/absorción del oleaje. Para ello se ha llevado a cabo la incorporación un algoritmo matemático, basado en contornos móviles (moving boundaries) que permite simular el movimiento de la pala generadora del oleaje (pala dinámica) junto con un proceso de absorción del oleaje reflejado en las estructuras.

En resumen, el modelo es capaz de proporcionar el campo de velocidades, presiones y turbulencia en un dominio bidimensional. Gracias a ello, el modelo IH-2VOF se ha aplicado con éxito en un amplio número de proyectos, tales como:

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  • Estudio de estabilidad de obras marítimas: determinación de presiones y subpresiones, estabilidad al vuelco, estabilidad al deslizamiento.
  • Estudio de funcionalidad de obras marítimas: flujo sobre la estructura, eventos de rebase, transmisión.
  • Diseño de obras de protección.
  • Estudio y diseño de estructuras convencionales y no convencionales.
  • Estudio de flujos medioambientales.
  • Estudio de la hidrodinámica en ecosistemas acuáticos.
  • Estudio de la hidrodinámica de la zona de rompientes y de swash.
  • Estudios vinculados a ondas largas (ondas solitarias, tsunamis).
  • Apoyo al diseño de modelos físicos de laboratorio.
  • Estudio de control de calidad de datos medidos en laboratorio.

Publicaciones destacadas:

Losada, I.J., Lara, J.L., Guanche, R., Gonzalez-Ondina, J.M. (2008). Numerical analysis of wave overtopping of rubble mound breakwaters. Coastal Engineering, ELSEVIER, vol.55(1), pp.47-62.

Lara J.L., Losada, I.J., Guanche, R. (2008). Wave interaction with low mound breakwaters using a RANS model. Ocean Engineering, ELSEVIER, vol.35(13), pp.1388-1400.

Guanche, R., Losada, I.J., Lara, J.L. (2009). Numerical analysis of wave loads for coastal structure stability. Coastal Engineering, ELSEVIER, vol.56(5-6), pp. 543-558.

Torres-Freyermuth, A., Lara, J.L., Losada, I.J. (2010). Numerical modelling of short- and long- wave transformation on a barred beach. Coastal Engineering, ELSEVIER, vol.57(3), pp.317-330.

Lara, J.L., Ruju, A., Losada, I.J. (2011). Reynolds averaged Navier–Stokes modelling of long waves induced by a transient wave group on a beach. Proceedings of the royal society A. 467: 1215-1242.

Lara, J.L., Losada, I.J., Maza, M., Guanche, R. (2011). Breaking solitary evolution over a porous underwater step. Coastal Engineering ELSEVIER, vol.58(9), pp.837-850.

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