Métodos dos elementos finitos aplicado às equações de águas rasas

• Autor(a) principal: Ferreira, Márleson Rôndiner dos Santos
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/86092
• topic: Elementos finitos; Equacao de agua rasa; Shallow water equations; Finite element methods; Stabilization techniques; FreeFem++

Este trabalho aborda a solução numérica das equações lineares de águas rasas. O método dos elementos finitos e utilizado para a discretização espacial das equações que modelam o problema, e para a discretização temporal, o esquema semi-implícito de Crank-Nicolson é empregado. Além de alguns conceitos comuns quando se trabalha com escoamentos geofísicos, são descritas também a formulação das equações de águas rasas, sua linearização e uma solução analítica para um caso onde o parâmetro de Coriolis é nulo. A escolha adequada de pares de elementos finitos é a principal dificuldade quando se trabalha com esse método para a resolução da equação de águas rasas. Assim, é discutido o uso de quatro pares de elementos finitos e técnicas de estabilização para contornar o surgimento de modos espúrios na solução discreta. Os resultados numéricos são realizados com auxílio do software FreeFem++, onde se pode notar a capacidade dos pares de elementos de reproduzirem o escoamento, através da solução discreta, além das propriedades de conservação de massa e energia de cada discretização.