Elliptic harbor wave model with perfectly matched layer and exterior bathymetry effects

Standard strategies for dealing with the Sommerfeld condition in elliptic mild-slope models require strong assumptions on the wave field in the region exterior to the computational domain. More precisely, constant bathymetry along (and beyond) the open boundary, and parabolic approximations–based boundary conditions are usually imposed. Generally, these restrictions require large computational domains, implying higher costs for the numerical solver. An alternative method for coastal/harbor applications is proposed here. This approach is based on a perfectly matched layer (PML) that incorporates the effects of the exterior bathymetry. The model only requires constant exterior depth in the alongshore direction, a common approach used for idealizing the exterior bathymetry in elliptic models. In opposition to standard open boundary conditions for mild-slope models, the features of the proposed PML approach include (1) completely noncollinear coastlines, (2) better representation of the real unbounded domain using two different lateral sections to define the exterior bathymetry, and (3) the generation of reliable solutions for any incoming wave direction in a small computational domain. Numerical results of synthetic tests demonstrate that solutions are not significantly perturbed when open boundaries are placed close to the area of interest. In more complex problems, this provides important performance improvements in computational time, as shown for a real application of harbor agitation.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

Modelación de problemas relacionados con la ingeniería geológica

Desarrollo, implementación y aporte de una serie de sesiones de trabajos prácticos docentes relacionados con la modelización numérica en el ámbito de la ingeniería geológica

Modelación numérica del oleaje en zonas costeras con batimetría no constante mediante elementos finitos

En el presente documento se modela la propagaci´on de ondas lineales bajo una batimetr´ıa variable haciendo uso de la ecuaci´on Mild Slope en su formulaci´on frecuencial. El m´etodo num´erico escogido es Elementos Finitos con una aproximaci´on por Galerkin Continua. El tratamiento del dominio de resoluci´on infinito se lleva a cabo mediante la acci´on combinada de un truncamiento con un contorno artificial y un material absorbente num´erico (PML). Se impone una condici´on de radiaci´on de primer orden en el contorno exterior del PML. A fin de validar el modelo num´erico, tres ejemplos de la literatura con soluci´on anal´ıtica son resueltos. Finalmente, se modela la propagaci´on de un temporal sobre la geometr´ıa y batimetr´ıa reales del puerto de Tarragona

Avances en la simulación numérica de la propagación de oleaje en zonas costeras

Se presentan los últimos avances en la simulación numérica de la propagación de oleaje en zonas costeras. Las nuevas herramientas numéricas permiten obtener de manera precisa y eficiente las características de la ola en las zonas de interés. A partir de un modelo reducido es posible simular en tiempo real la propagación para cualquier oleaje predominante

Application of reduced order modelling in geophysics

The main objective of this work is to effectively design an apriori Reduce Order Method solver to solve parametric high dimensional geophysical problems in a cost effective and fast manner

Modelación de problemas relacionados con la ingeniería geológica

Desarrollo, implementación y aporte de una serie de sesiones de trabajos prácticos docentes relacionados con la modelización numérica en el ámbito de la ingeniería geológica

Modelación numérica del oleaje en zonas costeras con batimetría no constante mediante elementos finitos

En el presente documento se modela la propagaci´on de ondas lineales bajo una batimetr´ıa variable haciendo uso de la ecuaci´on Mild Slope en su formulaci´on frecuencial. El m´etodo num´erico escogido es Elementos Finitos con una aproximaci´on por Galerkin Continua. El tratamiento del dominio de resoluci´on infinito se lleva a cabo mediante la acci´on combinada de un truncamiento con un contorno artificial y un material absorbente num´erico (PML). Se impone una condici´on de radiaci´on de primer orden en el contorno exterior del PML. A fin de validar el modelo num´erico, tres ejemplos de la literatura con soluci´on anal´ıtica son resueltos. Finalmente, se modela la propagaci´on de un temporal sobre la geometr´ıa y batimetr´ıa reales del puerto de Tarragona

Modelación numérica del oleaje en zonas costeras con batimetría no constante mediante elementos finitos

En el presente documento se modela la propagaci´on de ondas lineales bajo una batimetr´ıa variable haciendo uso de la ecuaci´on Mild Slope en su formulaci´on frecuencial. El m´etodo num´erico escogido es Elementos Finitos con una aproximaci´on por Galerkin Continua. El tratamiento del dominio de resoluci´on infinito se lleva a cabo mediante la acci´on combinada de un truncamiento con un contorno artificial y un material absorbente num´erico (PML). Se impone una condici´on de radiaci´on de primer orden en el contorno exterior del PML. A fin de validar el modelo num´erico, tres ejemplos de la literatura con soluci´on anal´ıtica son resueltos. Finalmente, se modela la propagaci´on de un temporal sobre la geometr´ıa y batimetr´ıa reales del puerto de Tarragona

Modelación de problemas relacionados con la ingeniería geológica

Desarrollo, implementación y aporte de una serie de sesiones de trabajos prácticos docentes relacionados con la modelización numérica en el ámbito de la ingeniería geológica