Modelado_3D_De_La_Circulacion_Inducida_P

Vista previa del material en texto

Congreso de Métodos Numéricos en Ingeniería 2009 29 Junio - 2 Julio 2009, Barcelona. España. 
MODELADO 3D DE LA CIRCULACIÓN INDUCIDA POR VIENTO EN 
EL CAÑON DE CAPBRETON (GOLFO DE VISCAYA) 
M. A. Maidana
†
 J. Blasco* y M. Espino** 
† 
Facultad de Náutica de Barcelona 
Universidad Politécnica de Cataluña 
Pla del Palau, 18, 
08003 Barcelona, España 
E-mail: augusto.maidana@upc.edu 
* Departamento de Matemática 
Aplicada I, 
Escuela Técnica Superior de 
Ingenieros Industriales (ETSEIB) 
Universidad Politécnica de Cataluña 
Edificio H, Campus Sur, 
Avenida Diagonal 647, 
08028 Barcelona, España 
E-mail: jorge.blasco@upc.edu 
Web: http://www-ma1.upc.es/~blasco 
** Laboratorio de Ingeniería 
Marítima, 
Escuela Técnica Superior de 
Ingenieros de Caminos (ETSECCPB) 
Universidad Politécnica de Cataluña 
Edificio D-1, Campus Norte, 
c/ Jordi Girona 1-3, 
08034 Barcelona, España 
E-mail: manuel.espino@upc.edu 
Web http://www.upc.es/ciirc
 
Palabras clave: Elementos finitos, métodos estabilizados, no-hidrostático, superficie 
libre, gradientes de densidad, hidrodinámica costera. 
Resumen. El objetivo de este trabajo es el estudio de la hidrodinámica inducida por viento 
del Cañón de Capbreton mediante un modelo transitorio 3D en elementos finitos estabilizado, 
denominado HELIKE (Maidana, 2007). Este modelo numérico está basado en las ecuaciones 
de Navier-Stokes incompresibles para flujos geofísicos en variables primitivas velocidad-
presión. El método empleado para la estabilización de la presión permite igual interpolación 
para la velocidad y la presión. El modelo considera las dos componentes de la aceleración de 
Coriolis (tangente y normal a la superficie terrestre), turbulencia, fricción con fondo, tensión 
de viento, gradientes de densidad (término baroclínico) y altura de superficie libre (término 
barotrópico). Este último se obtiene a partir de una ecuación cinemática sin recurrir a un 
promediado vertical como es muy habitual en otros modelos (Blasco et. al., 2008). El modelo 
es aplicable a fondos con batimetrías irregulares y se diferencia de otros modelos 
oceanográficos preexistentes, en no suponer que la presión es hidrostática, lo cual lo hace 
especialmente indicado para el estudio de la hidrodinámica marina con convección 
dominante como sucede en fondos con fuertes pendientes (taludes continentales) o cañones 
submarinos como ocurre en este caso. Para el forzamiento del modelo se utilizan un campo 
de vientos de régimen no-estacionario y un campo de densidades para un evento 
característico en la zona de estudio. Los resultados obtenidos de la simulación destacan la 
principal característica de la circulación oceánica en el Golfo de Vizcaya, la denominada 
IPC (Iberian Poleward Current) cuya dirección y ubicación depende del régimen de viento 
predominante en la zona, modificando los esquemas de circulación superficial sobre la 
plataforma y el talud (Santos et. al., 2002). Mientras que la presencia del cañón submarino 
de Capbreton, caracterizado por eventos de convergencias y divergencias (Fig. 1)(Puig et. 
al., 2000), juegan asimismo un importante rol en la modificación de ese flujo superficial 
(Masò et. al., 1990). El modelo sugiere además que los mayores gradientes de densidad (Fig. 
2) que se encuentran en el cañón submarino, tiene mayor importancia fuera de la plataforma 
continental sobre la circulación más profunda del Golfo de Vizcaya. 
Congreso de Métodos Numéricos en Ingeniería 2009 29 Junio - 2 Julio 2009, Barcelona. España. 
 
Figura 1: Componente vertical de la velocidad. 
 
Figura 2: Campo de densidades. 
 
REFERENCIAS 
[1] M. A. Maidana. Desarrollo de un modelo numérico 3D en elementos finitos para las 
ecuaciones de Navier-Stokes. Aplicaciones oceanográficas, 2007. PhD. Thesis. 
Universitat Politècnica de Catalunya. 
[2] J. Blasco, M. A. Maidana y M. Espino, 2008. A fully 3D finite element model for 
non-hydrostatic coastal flows with a free-surface. International Journal for Numerical 
Methods in Fluids. Accepted 13 July 2008. Published online in Wiley InterScience 
(www.interscience.wiley.com). DOI: 10.1002/fld.1904, in Press. 
[3] A. Santos, H. Martins, H. Coelho, P. Leitão y R. Neves, 2002. A circulation model 
for the European ocean margin. Applied Mathematical Modelling, Vol. 26, pp. 563–
582. 
[4] P. Puig, A. Palanques, J. Guillen y E. Garcia-Ladona, 2000. Deep slope currents 
and suspended particle fluxes in and around the Foix submarine canyon 
(NORTHWEST Mediterranean). Deep-Sea Res. I, Vol. 47, Issue 3, pp. 343–366. 
[5] M. Masò, P. E. La Violette y J. Tintoré, 1990. Coastal flow modification by 
submarine canyons along the NE Spanish coast. Sci. Mar, Vol 54, Issue 4, pp. 343–348. 
View publication statsView publication stats
https://www.researchgate.net/publication/266504708