SandS
Ingeniería especializada en costas y puertos
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Áreas de trabajo
Modelado del medio físico
A partir del modelado numérico es posible carcaterizar el medio físico. La simulación del movimiento del oleaje sobre las estructuras de protección costeras se ha realizado tradicionalmente mediante el análisis dimensional y la experimenta- ción en laboratorio de modelos físicos. Sin embargo, este modelado físico no logran modelar correctamente ciertos fenó- menos como es el caso del flujo en un medio poroso, los impactos del oleaje y efectos viscosos. Por otro lado, resulta muy complejo tomar medidas del campo de flujo en la zona de rotura y rompientes o en el interior de estructuras porosas.
Sin embargo, debido al desarrollo en paralelo de complejos modelos matemáticos y al avance en la tecnología computacional se ha logrado el modelado de la interacción oleaje-estructura. Mediante el empleo de estos modelos numéricos es posible determinar con mucha mayor precisión las acciones de cálculo sobre la estructura y, de ese modo, optimizar el diseño de las infraestructuras marítimas.
Interacción onda-estructura
En SandS, el modelado de la interacción onda-estructura se realiza mediante los modelos IH-2VOF e IH-FOAM. Estos modelos han sido desarrollados por el Instituto de Hidráulica Ambiental de Cantabria (IH-Cantabria) y forman parte del estado del arte en su campo, siendo usados profusamente por la comunidad científica, entre los que destaca Delft University Technology (TU Delft). Ambos modelos, están basados en la resolución de las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas por Reynolds mediante el empleo de volúmenes finitos. Estos modelos han sido calibrados y validados a través de numerosos ensayos de laboratorio (modelado físico) y proyectos de ingeniería de costas.
Modelo IH-2VOF
El modelo IH-2VOF es el más avanzado actualmente para el estudio de la interacción onda-estructura. El modelo IH-2VOF resuelve las ecuaciones bidimensionales en dos fases de Navier-Stokes promediadas por Reynolds mediante el método de Volumen de Fluido (VOF); estas ecuaciones se denominan VARANS (Volume-Averaged Reynolds-Averaged Navier-Stokes). Las tensiones de Reynolds se modelan mediante un modelo de cierre algebraico no lineal. Además, el flujo turbulento se modela mediante una ecuación mejorada del tipo "k-ε" que se emplea para obtener información relativa a la energía cinética turbulenta "k", y la tasa de disipación "ε", necesaria para resolver el modelo de cierre. Este modelo permi- te calcular el campo de velocidades, presiones y turbulencia en un dominio bidimensional y poroso (p.e. diques en talud).
Modelo IH-FOAM
El modelo IH-FOAM es un avanzado modelo numérico tridimensional basado en el modelo OpenFOAM. Este modelo forma parte del estado del arte actual en el estudio de la interacción onda-estructura, permitiendo la simulación de flujo bi-fase a través de medios porosos. El modelo resuelve las ecuaciones de Navier-Stokes promedidadas por Reynolds en dominios 3D para dos fases mediante volúmenes finitos (VOF). Contempla el uso de varios modelos de cierre de turbulen- cia (k-ε, k-w SST). Este modelo permite estudiar la acción de oleaje irregular sobre medios porosos (diques en talud).
