VARIACIÓN DEL PARÁMETRO DE ACENTUACIÓN DEL MÁXIMO DEL ESPECTRO SINTÉTICO JONSWAP - AJUSTADO A...
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VARIACIÓN DEL PARÁMETRO DE ACENTUACIÓN DEL MÁXIMO
DEL ESPECTRO SINTÉTICO JONSWAP - AJUSTADO A MEDICIONES
DE OLEAJE FRENTE A LAS COSTAS DE CHILE CENTRAL
Ignacio Beyá M.Instituto Nacional de Hidráulica
José Beyá M.Escuela de Ingeniería Civil Oceánica
Universidad de Valparaíso
Proyecto Innova Corfo código 09CN14-5718
“Catastro del recurso energético asociado a oleaje para el apoyo a la evaluación de proyectos de generación de energía Undimotriz”
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INTRODUCCIÓN
Swell o mar de fondo
Sea waves o mar de viento
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INTRODUCCIÓN
H - T - D
Formas de representar estados de mar
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INTRODUCCIÓN
H - T - D
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INTRODUCCIÓN
Además de H, T, D, la forma espectral del oleaje puede ser determinante en:
Movimiento de barcos y esfuerzos sobre sistemas de amarre Operatividad de puertos
Impactos sobre infraestructura costera
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INTRODUCCIÓN
Respuesta de sistemas costeros
dispositivos de recuperación de energía undimotriz
Además de H, T, D, la forma espectral del oleaje puede ser determinante en:
Eficiencia dey
Esfuerzos sobre
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INTRODUCCIÓN
Representación de estados de mar: Espectros sintéticos
Espectro sintético JONSWAP
• Estudio detallado y sistemático
• Trabajar con Set de param. Manejables y no redundantes
H, T, D
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Hasselmann et al (1973)
Mar de viento
Hm0 ~ 0.55 m
Tp ~ 3.3 seg
INTRODUCCIÓN
Origen del espectro sintético JONSWAP
Ajuste a Mediciones en Atlántico Norte
PM (1964) - Mar completamente desarrollado
Mediciones en Mar del Norte y experimentos en lab.
JONSWAP (1973) - incluye Mar limitado por fetch
α = 0.0081
fm = 0.3 hz
γ = 3.3
σa = 0.07
σb = 0.09
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INTRODUCCIÓN
JONSWAP (1973)
PM (1964)
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DATOS DE OLEAJE Y PROCESO DE INFORMACIÓN
Catastro del recurso energético asociado al oleaje para el apoyo a la evaluación de proyectos de generación de energía undimotriz
≈ -150 mJun 11 – Jul 13
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DATOS DE OLEAJE Y PROCESO DE INFORMACIÓN
t
D [0° - 360°] ∈ ΔD = 3°
f [0.030 - 0.375] hz ∈ Δf = 0.005 hz
T [2.6 – 33.3] seg ∈
Δt = 1 hr (20 min)
Jun 2011
Jul 2013
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DATOS DE OLEAJE Y PROCESO DE INFORMACIÓN
0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80%0%
20%
40%
60%
80%
100%
% Energia total de modos secundarios
% E
xced
enci
a
Scott et al (2002)Este estudio
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DATOS DE OLEAJE Y PROCESO DE INFORMACIÓN
≤ 20% peak2
R ≥ 0.9
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RESULTADOS
Variación del Parámetro γ según parámetros característicos del oleaje
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RESULTADOS
0.5 1
1.5 2
2.5 3
3.5 4
4.5 5
5.5 6
6.5 7
7.5 8
8.5 9
9.5 10
10
.5 11
11
.5 12
12
.5 13
13
.5 14
14
.5 15
Mo
re
0%
2%
4%
6%
8%
10%
12%
14%
16%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
Frecuencia
F. Acumulada
γ
Fre
cue
nci
a [%
]
Fre
cue
nci
a a
cum
ula
da
[%]
Media = 4.2 -> 27% masMediana [2 - 3] -> [40 - 9]% menos Rango [0.67 - 301]
Estadísticos e histograma de resultados del parámetro γ
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RESULTADOS
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RESULTADOS
30 % mas bajo que el valor medio
obtenido por Hasselman (1973)
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COMENTARIOS Y CONCLUSIONES
1.- El rango obtenido para el parámetro γ es superior a los propuestos en la literatura. (98% < γ=10).
2.- Gran dispersión de este parámetro
Lo anterior puede tener implicancias en:
• -> <> Hmax.
• ->
• JONSWAP modificado f(hs, Tp, *) - fuera de su rango de aplicación (1<γ< 7).
menor dispersión direccional producto de la refracción o difracción.
Distintos γ
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COMENTARIOS Y CONCLUSIONES
Las diferencias entre los resultados de este estudio en comparación con los obtenidos por otros investigadores se puede atribuir principalmente a:
• El tipo de mediciones de oleaje analizado. Mar de fondo – Mar de viento
• Metodología de ajuste de parámetros: 3 parámetros – 5 parámetros.
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COMENTARIOS Y CONCLUSIONES
Finalmente como tema de investigación y desarrollo futuro se propone:
• Ampliar Red de mediciones - geográficamente y de largo plazo.
• Ampliar el análisis - parámetro de forma σ - dispersión direccional – otros espectros sintéticos.
• Estudiar en mayor detalle la implicancia de la forma espectral en ingeniería de costas.
• Revisar casos de marejadas históricas importantes y entregar valores de los parámetros de forma espectral.
• Revisar casos especiales, en particular oleaje NW.
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GRACIAS
Ignacio Beyá M.
Instituto Nacional de Hidráulica
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COMENTARIOS Y CONCLUSIONES
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.20
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
Frecuencia [hz]
De
nsi
da
d d
e e
ne
rgía
[m2
/hz]
De
nsi
da
d d
e e
ne
rgía
[m2
/hz]
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COMENTARIOS Y CONCLUSIONES
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DATOS DE OLEAJE Y PROCESO DE INFORMACIÓN
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RESULTADOS
≤ 3.5 m.
≥ 3.5 m.
Estadísticos (media / varianza / N° datos) del parámetro γ según Hm0, Tp y Dp
18
0°
36
0°
225°
270°
315°