Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/12589
Type: Tese
Title: Numerical study of wave run-up on a fixed surfacepiercing cylinder in non-breaking waves
Author(s)/Inventor(s): Mohseni, Mohammad
Advisor: Sphaier, Sergio Hamilton
Co-advisor: Esperança, Paulo de Tarso Themistocles
Abstract: Na interação onda-estrutura, o wave run-up é um fenômeno importante a ser considerado no projeto de estruturas offshore. Uma maior compreensão da física desse fenômeno não-linear é necessária. O presente estudo está, principalmente, focado na simulação hidrodinâmica da onda e procura avaliar a importância dos tipos de espalhamento das ondas identificados por Swan-et al. [2005], nas ondas de borda progressivas laterais e na amplificação das elevações das ondas em torno de um único cilindro circular fixo. A física do problema inclui a interação do cilindro que atravessa a superfície livre com ondas gravitacionais de superfície incidentes que estão se propagando sobre um fundo plano em um domínio ilimitado. A análise é realizada numericamente usando CFD para resolver a equação de Navier-Stokes e na teoria de escoamento potencial. Os resultados numéricos são comparados com os dados experimentais apresentados em ITTC (OEC), [2013]. Inicialmente, investiga-se a importância do espalhamento da onda incidente na forma de ondas de alta frequência e ondas de borda laterais não lineares. É explorada a influência da amplitude e do comprimento da onda incidente no espalhamento da onda e nas forças geradas sobre o cilindro. Em seguida, investiga-se a Influência dos efeitos das ondas no wave run-up assumindo que o escoamento é potencial, a influência dos efeitos viscosos e influência dos efeitos da turbulência. Posteriormente, na segunda parte da tese, estudam-se os efeitos das mudanças na geometria submersa e na seção transversal do cilindro no campo de onda em seu entorno.
Abstract: In wave-structure interaction, wave run-up is an important phenomenon that needs to be considered in the design of offshore structures. A thorough understanding of the physics of the nonlinear flow phenomena is necessary for the better insight into the runup phenomenon. The present work, primarily, is focused on the hydrodynamic simulation of wave run-up and mainly seeks to evaluate the importance of highfrequency wave scattering types identified by Swan-et al. [2005] and lateral progressive edge waves on nonlinear wave amplification around a single fixed cylinder. The physics of the problem involves the interaction of single surface piercing cylinder with surface gravity incident waves which are propagating over a flat bed in an unbounded domain in deep water. The analysis is performed numerically using CFD based Navier-Stokes equations and Potential-flow theory. The numerical results are compared with experimental data provided by ITTC (OEC),[2013]. Taking into account the numerical simulation of the physical mechanism of wave scattering around the cylinder, the first part of the thesis deals with the investigation of the importance of the aforementioned high-frequency wave scattering and also lateral edge waves on nonlinear wave field and also inline wave force over a range of wave steepnesses and wavelengths. Then the Influence of potential flow, viscous and turbulence effects on wave run-up is explored. Afterward, in the second part of the thesis, the effects of the change in cylinder submerged geometry and finally, change in cross-section on the wave field around the cylinder is studied.
Keywords: OpenFOAM
Ondas sem quebra
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica
Production unit: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Aug-2018
Publisher country: Brasil
Language: eng
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia Oceânica

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