Ricerc@Sapienza

La simulazione numerica dei campi di elevazione della superficie libera e dei campi di velocità prodotti dal moto ondoso rappresenta uno strumento ingegneristico fondamentale per valutare l'azione esercitata dal mare sulle strutture costiere e per valutare gli effetti prodotti da tali strutture sull'evoluzione della linea di costa. L'obbiettivo della presente ricerca è la formulazione di un nuovo modello tridimensionale per i flussi a superficie libera che sia in grado di simulare i campi d'onda e i campi di velocità prodotti dall'onda in modo da rappresentare correttamente sia il punto d'inizio del frangimento, sia la dissipazione di energia e la effettiva riduzione dell'altezza d'onda dopo l'inizio del frangimento. Il modello di turbolenza proposto rappresenta una modifica del modello k - eps standard: nella produzione della energia cinetica turbolenta vengono tenuti in conto i termini non lineari; la produzione e la distruzione di eps vengono espresse per mezzo di una procedura dinamica; nella zona di dei frangenti (surf zone), la produzione di energia cinetica turbolenta viene limitata da un coefficiente dinamico legato alla derivata locale della elevazione della superficie libera. Le equazioni che governano il moto sono espresse in forma integrale controvariante e sono risolte su di una griglia di calcolo conforme al contorno e variabile nel tempo, progettata per seguire la geometria irregolare delle regioni costiere e adattarsi ai movimenti della superficie libera. L'integrazione numerica delle equazioni che governano il moto è realizzata mediante un metodo "predictor-corrector". Nel passo "predictor", le equazioni del moto sono discretizzate mediante uno schema ai volumi finiti di tipo shock-capturing in cui vengono utilizzate ricostruzioni WENO di alto ordine. Nel passo "corrector", viene risolta una equazione di Poisson mediante una tecnica multigrid, in cui si usa un metodo zebra a quattro colori e un metodo Gauss-Seidel per linee.