Descripción y contextualización de la asignatura

Esta asignatura describe las principales fuentes de carga en estructuras marinas (por ejemplo sistemas de generación renovables marinos), es decir las olas oceánicas. Esto resulta esencial para el diseño de dichas estructuras y es el punto de partida de todos los estudios hidrodinámicos (ver cursos: Interacciones ola- estructura, hidrodinámica experimental, energía renovable marina, etc.).

Inicialmente se presenta una visión general de algunos de los modelos matemáticos utilizados para representar olas de gravedad de superficie libre, y el subyacente flujo asociado. La descripción se limita a los modelos de utilidad más general utilizados por los ingenieros navales e investigadores. En algunos casos se presenta una mayor complejidad teórica para permitir a los estudiantes entender la complejidad de las sutilezas de la teoría de las olas. En una segunda parte se presenta la aproximación estadística de los estados del mar y de la respuesta de las estructuras marinas.

Resultados del aprendizaje de la asignatura

Conocer los procesos físicos que tienen lugar en la propagación de las olas



Explicar y demostrar conocimiento y entendimiento de los diferentes modelos de las olas y la respuesta de las estructuras



Aplicar métodos numéricos para estudiar la propagación de las olas y su interacción con las estructuras

Temario

Lección 1 Introducción al entorno marino

Descripción del océano y los diferentes tipos de olas. Especial énfasis en las olas de gravedad y el proceso responsable de su generación

Lección 2 Modelización de olas de gravedad

Obtención de las ecuaciones no lineales e introducción del método multiescalar para generar subconjuntos de ecuaciones.

Lección 3 Olas dispersivas

a) Potencial Airy; derivación de la solución por separación de variables. Expresión de todas las cantidades físicas relacionadas: velocidad de grupo, densidad de energía, flujo de energía, límites del modelo lineal.

b) Soluciones Stokes de alto nivel (3º orden, 5º orden). Construcción secuencial de soluciones Stokes de mayor orden. Características no lineales específicas de las olas de Stokes.

c) Aplicación desde aguas profundas a aguas poco profundas

i) Refracción y compactación de ondas dispersivas

ii) Olas de aguas poco profundas (no dispersivas).

Lección 4 Modelos estadísticos para descripción de campo de onda

a) Modelado aleatorio del estado del mar

b) Modelos usuales de espectros de onda.

c) Generación de onda.

Lección 5 Respuesta aleatoria de estructuras en el mar

a) Respuesta aleatoria de sistema lineal.

b) Revisión de resultados de respuestas de buques por teoría determinista.

c) Movimientos en estados reales de mar.

d) Respuestas extremas y factores de diseño.

Bibliografía

Bibliografía básica

¿ Robert G. Dean & Robert A. Dalrymple, Water wave mechanics for engineers and scientists, Advanced Series on Ocean Engineering (vol.2).

¿ A.J. Hermans, Water waves and ship hydrodynamics: an introduction.

¿ C.C. Mei, M. Stiassnie & D.K.P. Yue, Theory and application of ocean surface waves, Advanced Series on Ocean Engineering (vol.23). Part I: Linear aspects ; Part II: Non-linear aspects