Um Método Integral de Contorno para a Modelagem da Propagação de Ondas Internas em um Sistema de Dois Fluidos

Abstract

Recebido em 30 setembro, 2015 / Aceito em 21 abril, 2017 RESUMO. Este trabalho tem como objetivo utilizar a formulação integral de contorno na construção de um método numérico para modelar a propagação de ondas internas na interface entre dois fluidos. Apresentamos vários exemplos numéricos para ilustrar a acurácia do método proposto e também mostrar sua utilidade na simulação das interações de ondas não lineares.Palavras-chave: ondas aquáticas internas, método da integral de contorno, discretização do operador Dirichlet-Neumann. INTRODUÇÃOAs diferenças de temperatura e salinidade daágua provocam a formação de camadas de diferentes densidades emáguas oceânicas, lagos e reservatórios. Sob os efeitos da força gravitacional, as partículas localizadas na interfaces entre duas camadas são deslocadas produzindo movimentos ondulatórios. De fato, quando uma parcela do fluido acima da interfaceé deslocada para baixo a força de empuxo produz o deslocamento para cima de uma parte do fluido abaixo da interface, consequentemente se este fluido for mais pesado do que o seu entorno então a força restauradora da gravidade irá desloca-lo para baixo novamente movimentando também a própria interface. Esse movimento de cada parcela do fluido, análogo ao sistema massa-mola, acontece ao longo de toda a interface que como consequência oscila no espaço e no tempo.De forma mais geral, chamamos de ondas internas ao movimento das interfaces entre as camadas de fluidos com diferentes densidades [10]. Naságuas oceânicas, o período desse tipo de onda varia de alguns minutos até meia hora e o comprimento de onda pode variar entre algumas centenas de metros e vários quilômetros.