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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/2062| Estudio numerico de la interaccion oleaje-corrientes bajo condiciones de viento intenso Numerical simulation of wave-currents interaction under strong winds conditions | |
| MARCO JESUS LARRAÑAGA FU | |
| JOSE PEDRO OSUNA CAÑEDO | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Interacción olas–corrientes, oleaje, corrientes, simulación numérica, mezcla vertical Wave-currents interaction, surface waves, currents, numerical simulation, vertical mixing | |
| El oleaje juega un papel importante en la transferencia de momento y propiedades escalares entre el océano y la atmósfera, a pesar de ello, la mayoría de los modelos operacionales no incluyen explícitamente los términos de la interacción olas-corrientes. En este trabajo se realiza un estudio numérico con la finalidad de mostrar la importancia de los procesos asociados a la interacción olas-corrientes, esto por medio de un sistema acoplado con el que se simularon las condiciones dinámicas que se generan en presencia de viento intenso (∼18 ms−1) en el Golfo de Tehuantepec. Para ello se utiliza el modelo de olas WAM con condiciones de frontera de una simulación de WW3 para incluir el efecto del oleaje remoto. Así mismo, se utiliza el modelo hidrodinámico POLCOMS con condiciones de frontera de la base de datos HYCOMS. Para resolver los procesos de mezcla turbulenta se utiliza el esquema de cerradura turbulenta κ-ε. El acoplamiento de los modelos POLCOMS y WAM se basa en el formalismo vortex-force. Los forzamientos atmosféricos que se utilizan en ambos modelos se obtienen con una implementación del modelo WRF. Los resultados muestran que durante un evento Tehuano la magnitud de los términos asociados a la interacción olas-corrientes (Stokes-Coriolis y vortex force) son del orden de 1×10−6 y 1×10−6 ms−2, respectivamente. La mayoría de las diferencias en las corrientes superficiales que se obtienen al incluir el acoplamiento entre las olas y las corrientes (∼0.3 ms−1), son atribuidas a modificaciones en el término de difusión de la ecuación de momento por un incremento en coeficiente de viscosidad turbulenta debido efecto de las olas. Al utilizar un coeficiente de arrastre con dependencia en el estado del mar, se obtiene un aumento del 15% en el esfuerzo que se transfiere a las corrientes por parte de la atmósfera al aumentar la escala de rugosidad aerodinámica. En la región con mayor generación de oleaje se presenta una disminución del 15% en el esfuerzo que se transfiere a las corrientes por parte de la atmósfera, ya que este se utiliza en la generación de oleaje. Al incluir el término de producción de turbulencia por el corte vertical de la deriva de Stokes, se presenta un decremento de 0.2 ◦C y un aumento de 0.2 ◦C en la temperatura del agua en la superficie y en la profundidad donde se ubica la termoclína, respectivamente. El término de producción de energía cinética turbulenta que se asocia al corte vertical de la deriva de Stokes, puede inhibir la turbulencia ... Although ocean surface waves are known to play an important role in the momentum and other scalar transfer between the atmosphere and the ocean, most operational numerical models do not explicitly include the terms of wave-current interaction. In this work, a numerical analysis about the relative importance of the processes associated with the wave-current interaction under strong off-shore wind conditions in Gulf of Tehuantepec (the southern Mexican Pacific) was carried out. The numerical system includes the spectral wave model WAM and the 3D hydrodynamic model POLCOMS, with the vertical turbulent mixing parametrized by the kappa-epsilon closure model. The coupling methodology is based on the vortex-force formalism. The hydrodynamic model was forced at the open boundaries using the HYCOM database and the wave model was forced at the open boundaries by remote waves from the southern Pacific. The atmospheric forcing for both models was provided by a local implementation of the WRF model, forced at the open boundaries using the CFSR database. The analysis of the model results showed that the wave-current interaction terms Stokes-Coriolis and vortex-force had magnitudes of ∼1×10−6 and ∼1×10−7 ms−2, respectively. The most important differences in the surface currents magnitude were related to introducing a wave dependence in the term of diffusion. However, the effect of the wave-current interactions terms are small compared to the magnitude of the total current. | |
| CICESE | |
| 2018 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Larrañaga Fu, M.J. 2018. Estudio numérico de la interacción oleaje-corrientes bajo condiciones de viento intenso. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 71 pp. | |
| OCEANOGRAFÍA FÍSICA (VE R 5603 .04) | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Oceanografía Física |
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| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
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| tesis_Larranaga_Fu_Marco_20_feb_2018.pdf | Versión completa de la tesis | 11.33 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |