Riassunto analitico
Da decenni la fluidodinamica computazionale (CFD) gioca un ruolo importante nello studio dei fenomeni naturali e dei loro comportamenti.
Lo scopo di questa tesi è quello di indagare i fenomeni di interazione tra vento atmosferico e superficie oceanica, infatti le interazioni turbolente tra il vendo e la superficie del mare hanno impatti significativi su molte applicazioni, come i modelli meteorologici in ambito marino, la sicurezza della navigazione dei veicoli oceanici, raccolta di energia offshore e le previsioni di onde di vento estreme, ma i loro meccanismi fisici sottostanti sono ancora poco conosciuti.
Grazie alla CFD è possibile osservare e studiare a fondo gli aspetti che influenzano il comportamento di questi complessi fenomeni fisici, come i trasferimenti di quantità di moto e di energia tra fluidi e tra le diverse scale coinvolte.
In questo progetto vogliamo costruire una robusta simulazione numerica per studiare il processo di generazione delle onde, con una Large Eddy Simulation (LES) semplificata; capire qual è il ruolo della turbolenza e come il vento dissipa l'energia attraverso le onde dell'acqua. Questi aspetti sono stati indagati con un'analisi dettagliata dei profili di velocità media e delle statistiche del flusso .
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Abstract
From the last decades, the computational fluid dynamics (CFD) plays an important role in the study of the natural phenomena and their behaviours. The porpouse of this thesis is to investigate the interaction phenomena between atmospheric wind and ocean surface, as a matter of fact turbulent wind-wave interactions have significant impacts on many applications, such as weather models in the marine environment, navigation safety of ocean vehicles, offshore energy harvesting, and forecasting of extreme wind waves, but their underlying physical mechanisms are still poorly understood.\\ Thanks to the CFD is possible to observe and study thoroughly the aspects that influence the behaviour of this complicated physicist phenomena, such as momentum and energy transfers between fluids and between the different scales involved. In this project we want to build a robust numerical simulation in order to study the wave generation process, with a simplified Large Eddy Simulation (LES); understand which is the role of the turbulence and how the wind dissipate energy through water waves. These aspects have been investigated with a detailed analysis of the mean velocity profiles and the statistics of the flow
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