MODELAÇÃO DA MALHA DE CÁLCULO

O modelo de estudo é constituído por três zonas distintas:

• Zona de absorção (Sponge Layer);

• Zona de propagação da agitação (Flow Regularization Zone);

• Zona de implantação da estrutura (Domain of Study), que consiste na zona onde se pretende obter resultados.

As duas primeiras zonas são definidas em função quer da profundidade da água nas proximidades da estrutura, h, quer do comprimento de onda, L, tal como ilustrado esquematicamente na figura 8.9. A terceira zona é definida unicamente de acordo com o critério do utilizador, ou seja, tem as dimensões que se pretender. Geralmente coincide com a zona de implantação da estrutura a estudar.

Cada uma das zonas indicadas é preenchida com células. O utilizador define as dimensões que deseja para cada uma das zonas. É desejável que na zona de propagação da agitação, as células tenham uma proporção tal que ∆x=4∆y, em que ∆x e ∆y representam as dimensões das células nas direcções x e y, respectivamente. A dimensão ∆x deve ser tal que um comprimento de onda corresponda a cerca de 75 a 100 células, ou seja, dado que o comprimento de onda é igual a 150m, então vem que ∆x=1.5~2m.

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No decorrer da execução das simulações, tentou-se efectuar simulações com altura de onda igual a 10m. Embora as dimensões da malha de cálculo fossem todas garantidas de acordo com as regras, no decorrer de cada simulação surgiam bastantes erros, o que fez descredibilizar os resultados daí provenientes. Optou-se assim por não se analisar aquelas simulações.

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Figura 8.9 – Esquema das dimensões do modelo em estudo.

É também conveniente que a amplitude de onda, a, seja definida por, pelo menos, cerca de 7 a 10 células, ou seja, a=(7~10)∆y.

Na zona de implantação da estrutura é conveniente que as células sejam quadradas, sendo que quanto menor for o lado da célula, maior será a precisão do cálculo, mas também mais demorado ele será. Dado que o espaçamento das células na vertical, ∆y, tem de ser constante para todo o desenvolvimento longitudinal do modelo, então na zona de implantação da estrutura o espaçamento horizontal das células é quatro vezes superior ao espaçamento na zona de propagação da agitação.

Como regra de boa prática, a cota do topo da função de geração da ondulação nunca deverá ser superior à cava da onda, ou seja, nunca deverá ficar “a descoberto” aquando da geração da ondulação. Face a estas regras de definição da malha de cálculo, decidiu-se optar pela construção de uma única malha para todas as simulações a efectuar, na qual existem duas variantes na definição da função de geração da ondulação, consoante o nível de maré: uma para a simulação A; e outra para as simulações B e C. Cada uma das configurações geométricas adoptadas estão representadas na figura 8.10.

Figura 8.10 – Esquemas de definição da função de geração da ondulação.

O espaçamento das células na vertical será variável até à altura de 5m (-12m Z.H.), sendo o espaçamento mínimo de 0.50m. Os restantes espaçamentos serão constantes e iguais a 0.50m, até à altura de 32.5m (+15.5m Z.H.). Até à altura de 5m o espaçamento será variável, essencialmente por razões de limitações de cálculo do programa. Todavia, o facto do espaçamento mínimo ser igual a

0.50m faz com que a transição dos espaçamentos seja suave. Embora o espaçamento médio nesta zona

Quanto ao espaçamento das células na horizontal, foram considerados valores de 2.00m e 0.50m, respectivamente para as zonas de propagação da agitação e para a zona de implantação da estrutura. Na zona de absorção, o espaçamento horizontal também foi considerado igual a 2.00m. Estes valores resultaram, essencialmente, de um compromisso entre a precisão dos resultados e o tempo de simulação dispendido pelo computador utilizado (figura 8.11).

Figura 8.11 – Esquema das dimensões da malha de cálculo utilizada.

Como já foi abordado no subcapítulo 8.2.3, de entre os ficheiros de output que o programa COBRAS cria, apenas dois deles têm interesse prático: os ficheiros do tipo III e os ficheiros do tipo IV. Grosso modo, os ficheiros do tipo III são constituídos por informação de todo o domínio de cálculo, enquanto os ficheiros do tipo IV consistem em informação de uma ou mais abcissas em particular. Estes últimos têm especial interesse, na medida em que, por um lado, compilam informação segundo um eixo vertical, e por outro permitem obter mais informação do domínio de cálculo do que os ficheiros do tipo III. Neste sentido, decidiu-se introduzir onze abcissas para a determinação dos ficheiros do tipo IV (figura 8.12), que são: 550m, 600m, 675m, 715m, 721m, 729m, 733m, 738.5m, 742.5m, 758m e 781m.

As abcissas 550m, 600m e 675m foram colocadas essencialmente para controlo e verificação da agitação incidente. A abcissa 781m foi colocada para analisar a agitação que atravessa a estrutura. As restantes sete abcissas servem para obter informação no interior da estrutura. Na figura 8.12 apresenta- se a localização relativa das abcissas consideradas.

Interessa também mencionar quer o tempo de simulação adoptado, quer o intervalo de tempo de criação de cada tipo de ficheiro. No caso dos ficheiros do tipo III optou-se por um intervalo de escrita de 0.1s, enquanto para os ficheiros do tipo IV optou-se por um intervalo de 0.01s.

Face ao esforço de cálculo necessário e o tempo dispendido pelo computador, optou-se por efectuar simulações de 300s, o que corresponde a cerca de 22 ondas17 a colidir com a estrutura.