Sobre la Predicción Determinista de las Olas de Agua
Autores: Klein, Marco; Dudek, Matthias; Clauss, Günther F.; Ehlers, Sören; Behrendt, Jasper; Hoffmann, Norbert; Onorato, Miguel
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Sobre la Predicción Determinista de las Olas de Agua
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Predicción de olas
Determinista
Operaciones en alta mar
NLSE
Estados de mar irregulares
HOSM
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este documento discute el potencial de la predicción de olas determinista como un módulo básico para el apoyo a la toma de decisiones en operaciones en alta mar. Por lo tanto, se presentan métodos de diferente complejidad: la solución lineal de olas, la ecuación de Schrödinger no lineal (NLSE) de dos órdenes diferentes y el método espectral de alto orden (HOSM), en términos de aplicabilidad y limitaciones de uso. Para este propósito, se abordan estados de mar irregulares con parámetros variables mediante simulaciones numéricas, así como pruebas de modelo en el entorno controlado de una cuenca de resistencia al mar. Las investigaciones sobre el estado de mar irregular se centran en los espectros JONSWAP con pendiente de ola y factor de mejora variables. Además, se discute la influencia de la distancia de propagación, así como el horizonte de pronóstico. Para la evaluación de la precisión de la predicción, se utiliza el parámetro de similitud de superficie, lo que permite una validación exacta y cuantitativa de los resultados. Basado en los resultados, se discuten los pros y los contras de los diferentes métodos de predicción de olas deterministas. En conclusión, este documento muestra que la NLSE clásica no es aplicable para la predicción determinista de estados de mar irregulares arbitrarios en comparación con la solución lineal. Sin embargo, la aplicación del operador de dispersión lineal exacto dentro de la parte dispersiva lineal de la NLSE aumentó significativamente la precisión de la predicción para pendientes de ola pequeñas. Además, se demuestra que la predicción de olas determinista no lineal basada en la NLSE de segundo orden, así como el HOSM, conduce a una mejora sustancial de la calidad de la predicción para trenes de olas irregulares moderados y empinados en términos de olas individuales y distancia de predicción, siendo el HOSM capaz de proporcionar una alta precisión en un rango más amplio de aplicaciones.
Descripción
Este documento discute el potencial de la predicción de olas determinista como un módulo básico para el apoyo a la toma de decisiones en operaciones en alta mar. Por lo tanto, se presentan métodos de diferente complejidad: la solución lineal de olas, la ecuación de Schrödinger no lineal (NLSE) de dos órdenes diferentes y el método espectral de alto orden (HOSM), en términos de aplicabilidad y limitaciones de uso. Para este propósito, se abordan estados de mar irregulares con parámetros variables mediante simulaciones numéricas, así como pruebas de modelo en el entorno controlado de una cuenca de resistencia al mar. Las investigaciones sobre el estado de mar irregular se centran en los espectros JONSWAP con pendiente de ola y factor de mejora variables. Además, se discute la influencia de la distancia de propagación, así como el horizonte de pronóstico. Para la evaluación de la precisión de la predicción, se utiliza el parámetro de similitud de superficie, lo que permite una validación exacta y cuantitativa de los resultados. Basado en los resultados, se discuten los pros y los contras de los diferentes métodos de predicción de olas deterministas. En conclusión, este documento muestra que la NLSE clásica no es aplicable para la predicción determinista de estados de mar irregulares arbitrarios en comparación con la solución lineal. Sin embargo, la aplicación del operador de dispersión lineal exacto dentro de la parte dispersiva lineal de la NLSE aumentó significativamente la precisión de la predicción para pendientes de ola pequeñas. Además, se demuestra que la predicción de olas determinista no lineal basada en la NLSE de segundo orden, así como el HOSM, conduce a una mejora sustancial de la calidad de la predicción para trenes de olas irregulares moderados y empinados en términos de olas individuales y distancia de predicción, siendo el HOSM capaz de proporcionar una alta precisión en un rango más amplio de aplicaciones.