Curso de Pós-Graduação em
Geociências
Disciplina Modelagem
e Previsão de
Ondas Oceânicas
Para alunos de
cursos de
Geociências, Matemática, Física, Engenharias. Alunos de graduação
poderão
participar como ouvintes.
Professor:
Leandro
Farina (Sala B201, farina@mat.ufrgs.br,
tel. 3316-7087)
Pré-requisitos:
Formalmente Nenhum. Conhecimento de Equações Diferenciais e Prévia
experiência computacional são desejáveis.
Período: Semestre pares.
Horário: Uma
aula semanal a
definir horário.
Súmula
Teoria linear de
ondas em
água. Equações governantes e condições de contorno. Efeitos de
profundidade
finita. Limitações da teoria linear. Ondas irregulares no oceano.
Representação
espectral de ondas. Propriedades estocásticas de ondas oceânicas.
Modelagem
física e evolução do espectro de ondas. Parametrizações do
espectro. Modelos Matemáticos de previsão de
ondas. Introdução ao modelo SWAN (Simulating Waves Nearshore):
Formulação matemática, limitações e aplicabilidade. O software
geofísico GrADS para visualização de dados em coordenadas esféricas.
Simulações computacionais de casos idealizados de refração e difração
com o modelo SWAN. Obtenção de dados batimétricos e de ventos
superficiais para situações reais. Simulação de casos reais com o
modelo SWAN.
Conteúdo
programático
+Teoria linear
de ondas em
água
• Dedução das equações governantes.
• Condições de contorno.
• Dispersão, refração e difração.
• Classificação em relação à profundidade.
• Limitações da teoria linear.
+ Ondas
irregulares no
oceano.
• O espectro de ondas unidimensional e
bidimensional.
• Propriedades estatísticas e distribuição
global de
ondas.
• Altura significativa.
• A sétima onda.
• Período médio e período de pico.
+ Modelagem
Física e
parametrizações.
• Equação do Balanço.
• Forçante atmosférica.
• Interação não-linear entre ondas.
• Dissipação.
• Pista, duração e análise dimensional.
• Espectros de JONSWAP e de
Pierson-Moskowitz.
+ Modelagem
Computacional.
• Visualização e tratamento numérico de
dados
com o software GrADS.
• Simulação de casos idealizados de refração
e difração com o modelo SWAN.
• Obtenção de dados batimétricos e de ventos superficiais para situações reais.
* Simulação de casos reais com o modelo SWAN.
Sistema
de Avaliação
Apresentações
escrita e oral
de trabalhos sobre o tema da disciplina e experimentos computacionais.
PROGRAMA s2g.exe
Referências
Regulares:
[1] I. R. Young.
Wind
generated ocean waves. Elsevier, 1999.
[2]
WMO team. Guide
to wave analysis and forecasting. WMO, 1998.
[3] CHL. Coastal Engineering Manual CHL, 2001. (Capítulos 1 e 2).
[4] L. Farina. Ondas Oceânicas de Superfície. SBMAC, 2006.
Complementares:
[5]
G. J. Komen, L. Cavaleri, M. Donelan, K. Hasselmann, S. Hasselmann,
and P. A. E. M. Janssen.
Dynamics
and modelling of ocean waves. Cambridge University Press,
1994.
[6]
B. Kinsman. Wind
waves: Their generation and propagation on the
ocean surface.
Dover, 1984.
[7]
O. M. Phillips. Dynamics
of the Upper Ocean.
Cambridge University Press,
1977.
[8] S. R.
Massel. Ocean
Surface
Waves: Their Physics and Prediction. World Scientific, 1996.
[9]
M. K. Ochi. Ocean
Waves, the stochastic approach. Cambridge
University Press, 1998.
[10] C. C. Mei. Applied Dynamics
of Ocean Surface Waves. World
Scientific, 1989.