Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem: http://hdl.handle.net/11422/12708
Especie: Tese
Título : Modulational instability on nonlinear water waves : experimental study
Autor(es)/Inventor(es): Pinho, Uggo Ferreira de
Tutor: Violante-Carvalho, Nelson
Tutor : Arruda, Wilton Zumpichiatti
Tutor: Babanin, Alexander
Resumen: Ondas oceânicas geradas pelo vento são multi-direcionais, mesmo se a direção do vento é constante. Direcionalidade pode ocorrer devido a superposição de ondas de cristas longas se propagando com um ângulo entre elas. Modulação lateral das cristas, porém, desempenha um papel importante em ondas estritamente unidirecionais devido a efeitos não-lineares. Na presente tese, investiga-se a direcionalidade e evolução de ondas de cristas-curtas, inicialmente unidirecionais. Para tal propósito, foram elaborados dois experimentos sobre instabilidade lateral de ondas monocromáticas, propagando em águas profundas. Nestes, ondas de cristas longas foram geradas com um ampla faixa de esbeltez e o surgimento da instabilidade modulacional foi analizado e quantificado. A modulação transversal das cristas foi evidente, sua magnitude mostrou-se dependente da esbeltez na direção de principal propagação e do número de ciclos propagados e sua escala espacial comparável ao comprimento de ondas da onda principal. Assim, o fenômeno de ondas de cristascurtas é uma característica inerente às ondas não-lineares e devem ser levada em conta quando da estimativa das propriedades direcionais das ondas oceânicas. Os resultados das análises do grande conjunto de dados gerado é apresentado quantificando parâmetros de ondas relacionados a instabilidade modulacional, a saber: 1) razão entre maximos e mínimos de cristas; 2) razão entre máximos de cristas e crista média inicial; 3) comprimento de ondas transversal da modulação foram calculados e comparados com comprimento de ondas logitudinal. E apresentada também uma análise estatistica dos parâmetros de ondas relacionados aos efeitos não-lineares em ondas com grande esbeltez.
Resumen: Ocean waves forced by the wind are multi-directional, even if the wind direction is steady. Directionality can occur due to the superposition of long-crested waves propagating at an angle to each other. Lateral modulation of the wave crests, however, also takes place for strictly unidirectional waves, due to nonlinear effects. In this research, the short-crestedness of unidirectional waves is investigated; for this purpose, two experiments on the lateral instability of monochromatic, deep water waves were performed in a large wave basin. In these two tests, long-crested waves were generated with a variety of wave steepnesses, and the emergence and evolution of the modulational instability was quantified and analyzed. The cross-modulation of wave crests was clearly visible, its magnitude depending on the wave steepness in the wave propagation direction and on how many wave cycles the waves travelled. Its spatial scale is comparable with the wavelength. Thus, short-crestedness is an inherent feature of nonlinear waves and should be taken into account when estimating directional properties of ocean waves. The results of the analysis of the set of nonlinear waves generated is presented by quantifying special wave characteristics and parameters related to the modulational instability, namely: 1) the ratio between maximum and minimum amplitude in a single wave crest, 2) the ratio of maximum crest versus mean initial wave crest, and 3) transversal length of the crest modulation were calculated and compared with longitudinal wavelength. It is presented statistics analysis on wave parameters related with nonlinear effects on steep waves, such as wave height and period distributions, and breaking limit and spectral analysis of nonlinear waves.
Materia: Instabilidade de modulação
Ondas não lineares
Materia CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica
Unidade de producción: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Editor: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Fecha de publicación: jun-2018
País de edición : Brasil
Idioma de publicación: eng
Tipo de acceso : Acesso Aberto
Aparece en las colecciones: Engenharia Oceânica

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