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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/1189| Interacción entre olas y corrientes en aguas de profundidad finita: efectos en los esfuerzos con el fondo Wave-currents interaction in coastal waters: effects on the bottom shear stress | |
| Pedro Rosales Grano | |
| FRANCISCO JAVIER OCAMPO TORRES | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Ciencias del mar,Corrientes oceánicas,Olas,Aguas profundas,Fricción,Modelos matemáticos | |
| Se investigaron los cambios que se producen en los esfuerzoscon el fondo, al considerar olas que se propagan sobre un campo de corrientesno estacionario e inhomogéneo, en aguas de profundidad finita. Se utilizó unsistema que acopla un modelo espectral de olas y un modelo hidrodinámico detipo barotrópico, forzado por el viento y la marea. El sistema se aplicó en elMar de Norte mediante 4 mallas anidadas. En la de más alta resolución, frente ala costa de Bélgica se realizaron experimentos numéricos en modo desacoplado yacoplado, transfiriendo en tiempo y espacio la elevación de la superficie librey las componentes horizontales de la velocidad del modelo hidrodinámico almodelo de olas. Para calcular el término de disipación de la energía por friccióncon el fondo en el modelo de olas, se utilizó una formulación propuesta duranteel experimento JONSWAP, (Hasselmann et al., 1973) y otra desarrollada porChristoffersen y Jonsson (1985) (CJ85), la diferencia fundamental entre éstas,es que la formulación JONSWAP no considera el proceso de interacción entre lasolas y las corrientes, mientras que la formulación CJ85 lo hace explícitamente.Los resultados de los experimentos numéricos se compararon en dos estaciones,entre ellos y con las mediciones de oleaje disponibles para los días 5 a 20 deoctubre de 1997. Durante el periodo de análisis, se presentaron dos eventos concondiciones de tormenta, asociados con campos de viento provenientes del suroestepara el primero y noroeste para el segundo. Para realizar las comparaciones se considerócomo referencia un experimento desacoplado que utiliza la formulación JONSWAP.Las diferencias en los esfuerzos entre el experimento de referencia y un experimentoacoplado que utiliza la formulación JONSWAP, estuvieron asociadas a lasvariaciones del nivel del mar producidas por la marea. Cuando se consideró elproceso de interacción olas-corrientes a través de la inclusión de la formulaciónCJ85, los esfuerzos máximos fueron mayores a los calculados en el experimentode referencia. Los resultados mostraron que el uso de la formulación queconsidera el proceso de interacción olascorrientes en el término de disipaciónde energía del modelo de olas, tiene un efecto significativo en la determinaciónde los esfuerzos en el fondo. En general los esfuerzos se subestiman cuando secalculan utilizando la formulación JONSWAP. Computer simulation of wave and current fields in the North Sea are performed witha coupled model system to study the influence of wave-current interactions on the bottomshear stress in coastal waters. A third generation wave spectral model is coupledwith a tide-surge model which provides current and water level information, to takeinto account the current field and their interactions with the waves in order to calculatethe bottom stress. Two different expressions for bottom friction are used, the simpleexpression derived from the JONSWAP experiment (Hasselmann et al., 1973), and theexpression given by Christoffersen y Jonsson (1985), which takes into account wavecurrentinteraction at the bottom. The coupled model system is applied to four nestedgrids to reach a fine spatial resolution near the Belgium coast. The results from coupledand uncoupled numerical experiments are compared with measurements of wavestaken during October of 1997, at two stations where water depth is in average 13.2mand 11.9m. A couple of events of moderate to high waves are analyzed: one from 7 to11 October with significant waves up to 3.2m and another one from 12 to 15 Octoberwith significant wave values up to 3.8m. Those two events are associated with differentwind regimes, SW winds for the first period and NW for the second one. The calculationsof bottom shear stress when taking into account wave-current interactions arecompared with reference runs where only waves are considered to calculate the energydissipation at the bottom. Small differences on bottom shear stress results are observedmainly related to the Doppler effect when coupled and uncoupled runs using the JONSWAPexpression were compared. However, when wave-current interactions are takeninto account using the expression of Christoffersen and Jonsson, the calculated maximumbottom stress is usually doubled for coupled model runs compared to the referenceruns results. The results clearly show that the formulation of the bottom friction dissipationthat accounts for the effect of wave current interaction has quite a significanteffect on the determination of the bottom shear stress. | |
| CICESE | |
| 2006 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Rosales Grano, P.2006.Interacción entre olas y corrientes en aguas de profundidad finita: efectos en los esfuerzos con el fondo . Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 68 pp. | |
| OCEANOGRAFÍA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Oceanografía Física |
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