Modelagem física da velocidade de deriva por ondas de gravidade regulares

Abstract

As ondas marítimas possuem a particularidade de transportar matéria, além de energia. Trata-se de um conceito responsável por muitos estudos na área de hidráulica marítima. Um exemplo claro é o transporte de manchas de óleo e poluentes por vastas regiões oceânicas pela ação das ondas de gravidade. O presente estudo tem o objetivo de verificar a validade de modelo teórico para estimativa da velocidade de deriva de ondas de gravidade regulares através de modelagem física em canal fechado. Foi utilizado o Canal de Ondas do IPH, o qual possui batedor de ondas articulado em uma das extremidades e uma praia artificial na outra. O comprimento do canal atinge 42 m por 1 m de largura e 0,53 m de profundidade na seção de medição. O transporte de massa foi avaliado através da medição de perfis verticais da velocidade média temporal, os quais apresentaram um padrão de recirculação no canal analisado: a região junto ao leito apresenta um transporte de massa em direção à praia, já a região superior apresenta um fluxo de retorno ao gerador de ondas. Os resultados apresentam boa similaridade com o modelo teórico na forma do perfil. Porém, as discrepâncias foram maiores tanto para as camadas mais longe do leito quanto para ondas de maior período.

The waves of the ocean have the peculiarity of carry matter, besides energy. This is a key concept for many studies in the field of coastal hydraulics. A clear example is the transport of oil spills and pollutants across vast oceanic regions by the action of gravity waves. The present study has the aim of check the validity of a theoretical model to estimate the drift velocity of regular gravity waves through the use of physical modeling in closed channel. The wave channel used in the experiments had a flap-type wave generator at one end and an artificial dissipative beach at the other end. The channel is 42.0 m long, 1.0 m wide and 0.53 m deep at the test section. The mass transport was evaluated by the measurement of vertical profiles of timed average velocity, which presented a recirculation pattern at the analyzed channel. The region close to the bed presented a mass transport towards the beach, while the upper region presented a return flow to the wave generator. The results had good similarity with the theoretical model according to the profile shape. However, the discrepancies were higher either for larger distances of the bed as well as for waves of longer period.