Validación de un modelo numérico tipo Boussinesq para el estudio de wake waves y su aplicación en la Bahía de Algeciras

Abstract

RESUMEN: El oleaje generado por el paso de embarcaciones (o wake waves) ha sido estudiado en el último medio siglo por muchos investigadores. El objetivo perseguido era, no solo la comprensión de este tipo de oleaje, sino también su predicción de forma analítica o, más recientemente, mediante modelos numéricos. El presente Trabajo de Fin de Máster tiene como propósito fundamental la validación de un modelo numérico basado en las ecuaciones de Boussinesq en su empleo para la predicción de wake waves. Para ello, se emplean tres parámetros multiplicadores, alpha, beta y gamma, cada uno de los cuales irá aplicado sobre una dimensión básica del barco, eslora, manga y calado, respectivamente. La validación finalizará con unas leyes generales para la obtención de esos parámetros, aplicables a cualquier barco. Realizada la validación, se buscará la aplicación del modelo numérico a un emplazamiento particular, la Bahía de Algeciras. No obstante, el número de barcos que entran en este lugar es demasiado gr ande como para simularlos todos, será necesario, por tanto, desarrollar previamente una metodología que nos permita seleccionar un número reducido de embarcaciones representativas del resto y, dentro de ellas, un número limitado de rutas para simular. Finalmente, este trabajo concluye con la simulación de un caso real, a partir de los datos obtenidos tras la aplicación de la metodología diseñada para la clasificación de embarcaciones y, mediante el empleo de los coeficientes alpha, beta y gamma extraídos de las leyes generales obtenidas tras la validación.

ABSTRACT: The waves generated by passing vessels (or wake waves) has been studied in the past half century by many researchers. The objective was not only an understanding of this type of wave, but also his prediction analytically or, more recently, using numerical models. This Master’s Degree final project has the main aim of validating a Boussinesq-type numerical model in its use to the prediction of wake waves. For that purpose, three multiplier factors will be used, alpha, beta and gamma, each of which will be applied to a basic dimension of the ship, length, beam and draft, respectively. Validation ends with a general law that will allow us to obtain those parameters independently of the ship. Realized validation, application of the numerical model to a particular location be sought, the Bay of Algeciras. However, the number of ships entering this place is too big to simulate all, it is necessary, therefore, previously developed a methodology that allows us to select a small number of boats representing the remaining number and, within these, a number limited to simulate routes. Finally, this paper concludes with a simulation of a real case, from the data obtained after the application of the methodology designed for the classification of ships and, by using the alpha coefficients, beta and gamma extracted from the general laws obtained after validation.