Propagation of bichromatic-bidirectional waves Translated title: Propagação de ondas bicromáticas e bidirecionais

Abstract

ABSTRACT This study aims to investigate the transformations experienced by the mean water level and radiation stress tensor during the propagation of Bichromatic-Bidirectional (Bi-Bi) waves on a slope of 1:22 and water depth varying from 55 cm to 26 cm, simulating laboratory conditions. A computer program written in Python was used to compute those quantities at different combinations of wave angles and periods. The setup and setdown of the mean water level are strongly dependent on the combination of periods and direction of the primary waves, as they propagate along the slope, modifying the bound infragravity wave. Mohr’s circles for the radiation stress tensor showed significant changes of diameter and center at different points along the basin. The radiation stress components for the Bi-Bi waves are the sum of the stresses associated with each primary wave and a nonlinear term which results from the interference between primary waves. Disregarding these nonlinear terms may significantly affect the nearshore hydrodynamics prediction.

Translated abstract

RESUMO Este trabalho tem por objetivo investigar as transformações sobre o nível médio da água e o tensor de tensão de radiação durante a propagação de ondas Bicromáticas e Bidirecionais (Bi-Bi) em um talude 1:22 e profundidades variando de 55 cm a 26 cm, simulando uma bacia de ondas em laboratório. Um modelo matemático escrito em Python foi utilizado para o cálculo daquelas grandezas para diferentes combinações de ângulos e períodos de ondas. A sobre-elevação e o rebaixamento do nível médio da água são fortemente dependentes da combinação de períodos e direções escolhidos para as ondas primárias, dado que elas refratam ao longo do talude, modificando assim a onda de infragravidade aprisionada. Os círculos de Mohr para o tensor de tensões de radiação mostraram mudanças significativas no diâmetro e no posicionamento do centro em diferentes pontos ao longo da bacia. As componentes da tensão de radiação para as ondas Bi-Bi são a soma das tensões associadas a cada onda primária e um termo não linear que resulta da interferência entre as ondas primárias. Ao se desconsiderar estes termos não-lineares pode-se causar consequências significativas sobre previsão da circulação hidrodinâmica.