MODELO SWAN. MANUAL DE USO.
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ÍNDICE ÍNDICE............................................................................................................................. 3 LISTA DE ILUSTRACIONES ..................................................................................... 4 LISTA DE FIGURAS..................................................................................................... 5 1 DEFINICIONES GENERALES .............................................................................. 6 1.1 Introducción ....................................................................................................... 6 1.2 Limitaciones Físicas........................................................................................... 6 1.3 Casos límites ...................................................................................................... 7 1.4 Problemas de convergencia................................................................................ 7 1.5 Relación con modelos WAM y WAVEWATCH. ............................................. 9 1.6 Unidades y sistema de coordenadas ................................................................... 9 1.6.1 Unidades ..................................................................................................... 9 1.6.2 Sistema de coordenadas ............................................................................ 10 1.6.3 Convección para definir las direcciones ................................................... 10 2 ELECCIÓN DE LAS REDES, VENTANAS DE TIEMPO E INTERPOLACIONES ................................................................................................... 11 2.1 INTRODUCCIÓN ........................................................................................... 11 2.2 REDES ESPACIALES .................................................................................... 11 2.2.1 Tipos de redes ........................................................................................... 11 2.2.2 Consejos para definir las redes ................................................................. 11 2.2.3 Orientación de la red espacial computacional: Zonas afectadas de error . 12 2.2.4 Puntos de excepción ................................................................................. 13 2.3 Ventanas de tiempo .......................................................................................... 14 2.4 PROCESOS DE INTERPOLACIÓN .............................................................. 14 2.4.1 Espacial..................................................................................................... 14 2.4.2 Temporal................................................................................................... 14 2.5 DESCRIPCIÓN DEL ARCHIVO DE COMANDOS. ¿CÓMO USAR EL MODELO? ................................................................................................................. 15 2.6 LISTA DE COMANDOS DIPONIBLES........................................................ 16 2.7 SECUENCIA DE LOS COMANDOS. ESQUEMA GENERAL DEL ARCHIVO DE ENTRADA ....................................................................................... 19 2.8 SINTAXIS DEL ARCHIVO y LIMITACIONES ........................................... 19 2.8.1 Sintaxis ..................................................................................................... 19 2.8.2 Limitaciones ............................................................................................. 20 2.9 USO DE LOS PRINCIPALES COMANDOS DEL ARCHIVO DE ENTRADA ................................................................................................................. 21 2.9.1 ¿Cómo se define la malla computacional (espacial, frecuencias y direccional)? COMANDO CGRID, CIRCLE. ....................................................... 22 2.9.2 ¿Cómo se define la malla para la batimetría (mallas de entrada)? COMANDO INPGRID. ......................................................................................... 23 2.9.3 ¿Cómo se introduce el archivo con la batimetría (campos de entrada)? COMANDO READINP. ........................................................................................ 23 2.9.4 ¿Cómo se introduce un campo de viento constante? COMANDO WIND. 25 2.9.5 ¿Cómo se introduce un nivel medio constante? COMANDO SET. ........ 26 2.9.6 ¿Cómo se introduce el norte geográfico? COMANDO SET. .................. 27 2.9.7 ¿Cómo se introducen las condiciones de contorno? COMANDO BOUNd. 27 3
2.9.8 ¿Cómo se especifican los procesos físicos a modelar? COMANDO GEN3 y OFF. 28 2.9.9 ¿Cómo se realizan anidamientos en SWAN? COMANDOS NGRID y NESTOUT. ............................................................................................................. 31 2.9.10 ¿Cómo se introduce el espectro en una simulación anidada de SWAN? COMANDO BOUNd NEST. ................................................................................. 32 2.9.11 ¿Cómo se definen puntos de control en SWAN? COMANDO POINTS. 32 2.9.12 ¿Cómo se obtienen las variables de salida? COMANDOS TABLE Y BLOCK................................................................................................................... 33 2.10 LISTA DE VARIABLES DE SALIDA. HERRAMIENTA DE VISUALIZACIÓN GRÁFICA. ................................................................................. 35 2.10.1 Lista de comandos .................................................................................... 35 2.10.2 Lista de definiciones ................................................................................. 36 2.10.3 Visualización ............................................................................................ 38 2.11 PLANTILLA DEL ARCHIVO DE ENTRADA filename.swn .................. 40 3 DESCRIPCIÓN DEL ARCHIVO RESUMEN DE SALIDA ................................ 44 SWAN HOMEPAGE ................................................................................................... 46 SWAN FORUM ............................................................................................................ 46 SWAN DOWNLOAD CENTER ................................................................................. 46
LISTA DE ILUSTRACIONES Ilustración 1. Ejemplo de escritura de commandos en el archive de entrada de SWAN 19 Ilustración 2. Uso del comando CGRID: definir la malla computacional...................... 22 Ilustración 3. Resoluciones recomendadas en SWAN. .................................................. 23 Ilustración 4. Uso del comando INPGRID: definiendo la malla de batimetría. ..... 23 Ilustración 5. Comando READinp: lectura de campos de entrada. ................................ 23 Ilustración 6. Uso del commando READINP: Definiendo el campo de batimetría. ..... 24 Ilustración 7. Comando WIND: defiendo un campo de viento constante. ..................... 25 Ilustración 8. Comando LEVEL : introduciendo un nivel medio. ................................. 26 Ilustración 9. Comando SET NOR: definiendo el norte geográfico............................... 27 Ilustración 10. Comando BOUNd: definiendo un espectro inicial. ................................ 27 Ilustración 11. Comando BOUND: definiendo el tipo de espectro de frecuencias. ....... 27 Ilustración 12. Comando BOUNd SIDE: definiendo los contornos y características del espectro. .......................................................................................................................... 28 Ilustración 13. Descripción de los procesos físicos y modos de funcionamiento en SWAN. ........................................................................................................................... 29 Ilustración 14. Comando OFF: desactivando procesos físicos. ...................................... 29 Ilustración 15. Comando BREAKING: parámetros alpha y gamma de (Battjes y Janssen, 1978)................................................................................................................. 30 Ilustración 16. Activación de procesos en GEN3. .......................................................... 30 Ilustración 17. Comando BOUNd NEST: lectura de espectro en malla anidada. .......... 32 Ilustración 18. Archivo de coordenadas de puntos de control. ....................................... 32 Ilustración 19. Comando POINTS: Definiendo un conjunto de puntos de control. ....... 33 Ilustración 20. Comando TABLE................................................................................... 33 Ilustración 21. Archivo de salida dado por el comando TABLE. .................................. 34 Ilustración 22. Comandos de las distintas variables de salida disponibles en SWAN. . 36 4
Ilustración 23. Archivo de salida SWAN. Resumen del proceso de iteracción y mensajes de advertencia. ................................................................................................................ 44 Ilustración 24. Ejemplo de archive resumen de SWAN. Tiempos de cáculo para cada proceso y cáculo de términos fuente............................................................................... 45
LISTA DE FIGURAS Figura 1. Coordenadas del origen de la red computacional (xpc,ypc), orientación (alpc) y numerado de los puntos de la red con respecto al sistema de coordenadas dado po xpyp. ................................................................................................................................... 12 Figura 2. Regiones afectadas por mala definición de contornos. ................................... 13 Figura 3. Ejemplo de archivo SWANINIT..................................................................... 15 Figura 4. Esquema del tipo de comandos disponibles en SWAN. ................................. 16 Figura 5. Archivo de comandos ejemplo tipo................................................................. 21 Figura 6. Ejemplo de aplicación de SWAN y redes computacionales. .......................... 22 Figura 7. Formato del archivo que contiene la batimetría. (Es el mismo para los campos escalares). ....................................................................................................................... 24 Figura 8. Formato del archivo que contiene un campo vectorial, viento o corrientes.... 25 Figura 9. Izquierda: Definición de ángulo en referencia cartesiana. Derecha: Esquema donde se compara ángulos en SWAN ( θ swan ) y ángulos de procedencia desde el Norte ( Dirwana ). ......................................................................................................................... 26 Figura 10. Contornos S, W y flechas indicando la dirección de incidencia del oleaje (Dirección de pico) ......................................................................................................... 28 Figura 11. Mallas anidadas SWAN para una zona de estudio (Carchuna).................... 31 Figura 12. Altura significante en la zona de estudio obtenida a partir del comando BLOCK........................................................................................................................... 35
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1 DEFINICIONES GENERALES 1.1
Introducción
SWAN es un modelo de tercera generación para el modelado de oleaje espectral en zonas costeras lagos y estuarios para un campo de viento, batimetría y corrientes dados. Puede ser utilizado en cualquier escala relevante donde puedan modelarse oleaje generado por viento. SWAN ofrece la posibilidad de realizar anidamientos para modelar primero en una red grosera para regiones grandes y después en una red más fina para regiones más pequeñas. El cálculo en la red más fina (red anidada) utiliza las condiciones de contorno generadas en el cálculo realizado en la red grosera. Este anidamiento puede ser repetido cuantas veces sea necesario para conseguir mayor precisión y escalas de aplicación más pequeñas.
1.2
Limitaciones Físicas
A continuación se enumeran una serie de limitaciones del modelo a tener en cuenta en su uso. La difracción es modelada en sentido restringido, esto es, el modelo debe ser usado en zonas donde la variación de la Altura Significante sea grande con respecto a varias longitudes de onda. SWAN no calcula las corrientes inducidas por el oleaje. En caso de ser relevantes pueden ser introducidas como entrada del modelo. En su caso, la frecuencia absoluta ω (en ausencia de corriente) del espectro se ve modificada por la presencia de la corriente mediante la siguiente expresión (efecto doppler) G G
σ = ω − k ⋅u
(1.1.1)
G donde σ es la frecuencia en presencia de corrientes, frecuencia relativa, u es el campo G de velocidades y k es el vector de ondas.
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La aproximación numérica (LTA) de las interacciones onda-onda mediante triadas depende de la anchura del espectro direccional. Los parámetros por defecto parecen funcionar razonablemente bien. La aproximación numérica (DIA) de la interacción onda-onda mediante quadruplets depende de la anchura del espectro direccional y de la resolución en el espectro de frecuencias. Llega a ser mala aproximación cuando el rango de frecuencias tiene un ratio tal que σ min / σ max ≠ 10% .
1.3
Casos límites
En algunos casos SWAN puede dar resultados no fiables o no realistas. Una de las razones podría ser la resolución del campo de oleaje o batimetría lo que pueden producir patrones de interpolación erróneos. En tales casos el modelo, en lugar de acabar la simulación, recurre a una serie de modificaciones para evitar estos problemas. Algunos ejemplos: Si la profundidad varía considerablemente en sobre una distancia igual al espaciado de la red, el usuario puede imponer que la refracción esté limitada a 90º (NUMERIC). SWAN no puede propagar el oleaje en caso de flujo de corriente super-crítico. En dicho caso SWAN reduce la velocidad de las corrientes. (SET [froudmax]). Si la profundidad es menor que un límite dado por el usuario, dicha profundidad es modificada al valor límite (SET [depmin]). Las condiciones de contorno impuestas no son reproducidas exactamente por el modelo. SWAN reemplaza el campo de onda impuesto en los contornos por el campo de oleaje que se propaga desde el interior del dominio computacional hacia los contornos.
1.4
Problemas de convergencia
Existen tres procesos de iteración en el modelo 1. Proceso de iteración debido a la propagación espacial del oleaje. • La variación del campo de oleaje en cada iteración está controlada mediante el uso de limitadores y condiciones de convergencia en cada iteración o paso de tiempo en el caso de simulaciones estacionarias o no estacionarias.
2. Si existen campos de corrientes, proceso de iteración para la propagación espectral (refracción por corrientes y desplazamiento de frecuencias). • Dependiendo de la magnitud del campo de corrientes podrían existir problemas de convergencia. 3. Proceso de iteración para el cálculo del set-up inducido por el oleaje. • La resolución de la ecuación del set-up puede dar problemas de convergencia. 7
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1.5
Relación con modelos WAM y WAVEWATCH.
SWAN puede ser utilizado en cualquier escala relevante donde predomine la generación de oleaje por la acción del viento. Sin embargo está diseñado específicamente para operar en escalas costeras puesto ha sido diseñado para tener en cuenta los fenómenos que ocurren a escala costera (rotura, asomeramiento, fricción con el fondo, set-up,..). Las razones para dar a SWAN esta flexibilidad son las siguientes: Poder utilizar SWAN desde escalas oceánicas a escalas costeras. Poder realizar anidamientos de los modelos WAM o WAVEWATCH (formulados en términos de coordenadas esféricas) con el SWAN.
SWAN contiene formulaciones físicas adicionales principalmente en aguas someras y implementa técnicas numéricas muy diferentes a las de estos modelos. Las formulaciones de generación de energía por viento y disipación por whitecapping son muy distintas en el modelo WAVEWATCH.
1.6
Unidades y sistema de coordenadas
1.6.1
Unidades
Todas las magnitudes deben ser expresadas en el sistema internacional, Kg, m, s. También acepta unidades dadas a partir de estas, como el Newton (N), Vatio (W) o Julio (J) Para las direcciones se utiliza el grado (º) y no el radian.
Energía del espectro: se puede elegir entre • •
Varianza ( m 2 ) o
Densidad de energía: ( J / m 2 ) .
Transporte de energía: se puede elegir entre •
Energía transportada: ( m3 / s ) .
•
Densidad de energía espectral:
(m
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/ Hz /º ) o ( J / m 2 / rad ) .
Tensión inducida por el oleaje (derivadas del tensor de radiación): ( N / m 2 ) . 9
1.6.2
Sistema de coordenadas
SWAN puede operar en coordenadas cartesianas o esféricas, esto es, en un plano o en una esfera. En el caso de utilizar un sistema de coordenadas cartesiano, todos las coordenadas y direcciones vienen dadas en función de un punto de referencia origen de coordenadas (0,0). Este punto puede ser elegido arbitrariamente por el usuario, ver ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.. En el caso de utilizar un sistema de coordenadas esférico todos los puntos y direcciones quedan definidos mediante longitud y latitud.
1.6.3
Convección para definir las direcciones
Las direcciones pueden introducirse en el modelo mediante dos convecciones: •
Convección Náutica: La dirección viene dada por el ángulo medido desde el norte geográfico y en sentido de las agujas del reloj. En otras palabras: La dirección desde la que viene el oleaje o la dirección desde la que el viento está soplando.
•
Convección cartesiana: La dirección viene dada por el ángulo entre el vector y el eje positivo de las x. En otras palabras: la dirección hacia donde el oleaje se dirige o el viento está soplando.
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ELECCIÓN DE LAS REDES, VENTANAS DE TIEMPO E INTERPOLACIONES
2.1
INTRODUCCIÓN
Se pueden definir distintos tipos de redes: a) red espectral, b) red espacial (geográfica) y ventanas de tiempo (en el caso de simulaciones no estacionarias). La red espectral no necesita ser definida por el usuario.
2.2
REDES ESPACIALES
En SWAN, todas las redes espaciales definidas serán siempre redes rectangulares.
2.2.1
Tipos de redes
En cuanto a lo que redes espaciales se refiere, se pueden definir. Una red computacional donde se propaga el oleaje. Varias redes espaciales que definan los campos de entrada: para la batimetría, campos de corriente, nivel medio del agua, campo de fricción y viento. Cada una de estas redes puede tener resolución distinta y todas son opcionales excepto la batimetría. Se denominan INPUT GRIDS. Una o varias redes espaciales donde el usuario desee obtener información de los resultados OUTPUT GRIDS.
2.2.2
Consejos para definir las redes
Es aconsejable trabajar con input grids de manera que cubran totalmente a la red computacional. En caso contrario SWAN asume que los valores de los campos toman valor idéntico al del contorno más cercano y da un valor constante en las zonas de las esquinas de la red computacional, por ejemplo cero en el caso de viento y corrientes.
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Es aconsejable también, escoger una resolución de los campos de entrada, en especial la batimetría que contenga las escalas relevantes de variación de dichos campos. Por ejemplo una mala batimetría puede dar como resultado un mal cálculo de la refracción.
2.2.3 Orientación de la red espacial computacional: Zonas afectadas de error
La orientación de la red puede ser arbitraria, como se indica en la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.. Los contornos de la red computacional pueden ser tipo tierra o tipo abiertos. En los contornos tipo tierra se absorbe toda la energía. En los contornos abiertos existe la posibilidad de que no se conozca la condición de contorno y no se especifique ningún tipo de espectro; en este caso SWAN asume que no entra oleaje y solamente oleaje procedente del interior del dominio computacional puede abandonar libremente dicho contorno.
Figura 1. Coordenadas del origen de la red computacional (xpc,ypc), orientación (alpc) y numerado de los puntos de la red con respecto al sistema de coordenadas dado po xp-yp.
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Cerca de la costa puede darse un caso especial. Normalmente ocurre que existe un contorno donde se conoce la condición de contorno y dos contornos laterales sin información de condiciones de oleaje. En el caso de la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. el oleaje entra parcialmente por dos contornos (B y L). Trazando una flecha paralela a la dirección media del oleaje justo donde el oleaje ya no entra por estos contornos y trazamos un ángulo de 30º-45º obtenemos las zonas afectadas de error. Este ángulo se relaciona con el spreading (anchura) del espectro direccional.
2.2.4
Puntos de excepción
Se pueden definir puntos en los cuales SWAN no realizará ningún cálculo. (comando EXCEPCION) por ejemplo, los puntos de tierra pueden ser definidos de esta manera.
L
B
Figura 2. Regiones afectadas por mala definición de contornos.
Cuando el usuario requiere información del espectro justo en un contorno de la red computacional donde hay aplicada una condición de contorno, en general habrá una diferencia puesto que SWAN en los contornos reemplaza el espectro de contorno por el espectro saliente desde el interior de la zona computacional. En este caso el usuario es informado mediante una advertencia cuando la altura significante calculada por SWAN en el contorno difiere más de un 10% de la Altura significante impuesta por el usuario. (SET hsrerr).
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2.3
Ventanas de tiempo
En el caso de realizar simulaciones no estacionarias, los campos de viento pueden estar disponibles en diferentes ventanas de tiempo que el campo de corriente o el campo de nivel medio. Por ello SWAN opera con tres diferentes escalas y pasos temporales: Una ventana de tiempo para la propagación del oleaje. Una o varias ventanas de tiempo para cada uno de los campos de entrada definidos (pueden diferir entre ellas). Una o varias ventanas de tiempo en los que el usuario requiere información de salida. Con respecto a las ventanas de tiempo de los campos de entrada es aconsejable que estas sean mayores que las ventanas de tiempo asociadas a la evolución del sistema en la red computacional. SWAN asume valores nulos antes del tiempo inicial dado por algún parámetro de entrada (por ejemplo el viento) y valores constantes e iguales al dado por el último valor de cada campo de entrada.
2.4 2.4.1
PROCESOS DE INTERPOLACIÓN Espacial
SWAN tiene la posibilidad de realizar anidamientos con simulaciones previas del SWAN, WAM o WAVEWATCH. En tal caso SWAN interpola los contornos de SWAN, WAM o WAVEWATCH según la red espacial de SWAN definida por el usuario. Puesto que WAM y WAVEWATCH operan en coordenadas esféricas es recomendado utilizar SWAN en las mismas coordenadas en estos casos. Durante el cálculo, SWAN interpola los campos de entrada batimetria, corrientes, viento, etc, mediante la técnica de interpolación tri-linear interpolation Para obtener los resultados de salida SWAN interpola mediante bi-linear interpolation.
2.4.2
Temporal
En cuanto a la interpolación temporal de los campos de entrada utiliza la interpolación tri-lineal. Para los valores de salida no interpola en el tiempo si no que utiliza los estados de tiempo más cercanos a los escogidos por el usuario. Los errores de interpolación pueden ser reducidos tomando redes de entrada lo más parecidas posibles así como ventanas temporales parecidas (preferiblemente idénticas).
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2.5 DESCRIPCIÓN DEL ARCHIVO DE COMANDOS. ¿CÓMO USAR EL MODELO? A la hora de utilizar SWAN es necesario disponer de al menos dos archivos de los que el modelo lee información para realizar las simulaciones:
1. Archivo SWANINIT: Este archivo no puede cambiar su nombre, si este archivo no existe SWAN no se ejecutará. Ver Figura 3.
Figura 3. Ejemplo de archivo SWANINIT.
Las líneas 4 y 5 del mismo son las más importantes, en ellas se debe escribir el nombre del archivo de entrada, en general input.swn, ver sección 2.6 y el nombre del archivo (resumen) de salida, en general print.prt, ver sección 3. 2. Archivo de COMANDOS (INPUT.swn): El nombre de este archivo puede ser elegido a gusto del usuario y la extensión suele ser .swn, pero el nombre final debe especificarse en la línea 4 del archivo SWANINIT. En este archivo se definen las características de todas la redes, procesos físicos que se quieren modelar, variables de salida, puntos de control, etc. Si no existe el archivo o no coinciden los nombres en el archivo SWANINIT SWAN no se ejecutará. Su descripción se da a continuación.
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2.6
LISTA DE COMANDOS DIPONIBLES
El listado completo de comandos y opciones de cada uno de ellos es inacabable. Por ello en este manual se describirán aquellos esenciales para su funcionamiento, a partir de varios archivos de entrada ejemplo. En la Figura 4, se muestra un esquema con la clasificación de comandos según su utilidad.
Figura 4. Esquema del tipo de comandos disponibles en SWAN.
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• Comandos de inicio (Start-up) a) Comandos de inicio PROJECT: Nombre del problema a resolver. SET: Inicializa valores de ciertos parámetros generales. MODE: Para operar en modo estacionario o no- estacionario. COORD: Sistema de coordenadas (cartesiano o esférico).
• Comandos para la descripción del modelo (Model description) b) Para la red computacional CGRID: define las dimensiones de la red computacional (geográfica, frecuencia y direcciones)
c) Para los campos de entrada INPGRID: Define las dimensiones de las redes de batimetría, nivel medio del mar, corrientes y fricción: READINP: lee los valores de campos de batimetría, nivel medio del mar, corrientes y fricción asociados a las redes computacionales definidas en INPGRID WIND: Opción para activar un campo de viento constante en el espacio.
d) Comandos para contornos y condiciones iniciales BOUND: Define la forma del espectro en el contorno de la red computacional BOUNDSPEC: Define la forma del espectro en el contorno de la red computacional (paramétrico). BOUNDNEST1: Define la forma del espectro obtenido por una simulación anidada de SWAN BOUNDNEST2: Define la forma del espectro obtenido por una simulación de WAM. BOUNDNEST3: Define la forma del espectro obtenida a partir de una simulación de WAVEWATCH INITIAL: especifica un campo inicial de oleaje.
e) Comandos para los procesos físicos GEN1: Swan opera en primera generación. GEN2: Swan opera en segunda generación. GEN3: Swan opera en tercera generación. WCAPPING: Activa disipación por whitecapping. QUAD: Controla el cálculo de Interacción entre quadruplets BREAKING: Controla la disipación por rotura inducida por el fondo. 17
FRICTION: Activa la disipación por fricción con el fondo. TRIAD: Activa la interacción entre triadas (interacción onda-onda). LIMITER: Desactiva quadruplets para un cierto rango de valores del número de Ursell. OBSTACLE: Define características de la sub-redes asociadas a obstáculos. SETUP: Activa el cálculo del setup inducido por el oleaje. DIFFRAC: Activa difracción. OFF: Desactiva algunos de los procesos físicos descritos.
f) Comandos numéricos PROP: Para elegir el esquema numérico. NUMERIC: Definir valores de algunos procesos físicos.
• Comandos de salida (output comand) g) Para localizaciones de salida FRAME: define una red cuadrada. GROUP: define un grupo de salida. CURVE: define una curva. RAY: define un conjunto de líneas de salida (rayos). ISOLINE: define contornos de igual profundidad. POINTS: define un conjunto de puntos de salida. NGRID: define el contorno de una red anidada como salida.
h) Para obtener variables de salida QUANTITY: define propiedades de las variables de salida. OUTPUT: cambia el formato de salida de las variables para los comandos block y table. BLOCK: para obtener distribuciones en toda la red computacional. TABLE: para obtener tablas de valores en un conjunto de puntos. SPECOUT: para obtener el espectro de energía. NESTOUT: para obtener el espectro de energía en el contorno de una malla anidada.
i) Para obtener resultados intermedios TEST: obtener salidas para testear la simulación.
• Comandos Lock-up j) Lock-up el input file COMPUTE: empieza la simulación. HOTFILE: guarda resultados para siguientes simulaciones.
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STOP: indica el fin del archivo de comandos.
2.7
SECUENCIA DE LOS COMANDOS. ESQUEMA GENERAL DEL ARCHIVO DE ENTRADA
En el archivo de entrada el orden de escritura de los comandos viene dado por la numeración a)-Æj). Así SWAN ejecuta dichos comandos en este orden exceptuandose los comandos dados en f), i) y j). En particular, • •
Los comandos del bloque f) e i) podrían aparecer en cualquier parte del archivo de entrada. (siempre antes del bloque j)). Además el comando TEST POINT debe escribirse antes que el comando READINP BOTTOM. Los comandos del bloque j) pueden aparecer en cualquier lugar del comando del archivo de comandos. En consecuencia cualquier comando que aparezca detrás de COMPUTE será ignorado (a excepción de STOP y HOTFILE).
2.8 SINTAXIS DEL ARCHIVO y LIMITACIONES 2.8.1 Sintaxis Con respecto a la escritura del archivo: • • •
Los comandos se escriben por líneas $ o ! comenta línea. (doble marca: $$ o !! se interpreta como línea de comandos). & o _ al final de línea se utiliza para continuar en la línea siguiente.
La sintaxis de los comandos, ver archivo swan.edt en la sección 2.11 es sencilla y se puede ver mediante un ejemplo:
Ilustración 1. Ejemplo de escritura de commandos en el archive de entrada de SWAN
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En la Ilustración 1 se muestra el uso del comando CGRID el cual define la red computacional de SWAN, ver Figura 1. La sintaxis es la siguiente: 3. CGRID (KEY1word) tiene tres opciones (REGULAR CURVilinear o UNSTRUCtured =KEY2word). 4. Si encontramos Æ significa que es la opción por defecto 5. Cada uno de los posibles KEY2word tiene unos determinados valores numéricos a introducir [xpc], [ypc],….. 6. Las KEYword y valores numéricos entre paréntesis son opcionales 7. A continuación se define el espacio de direcciones (CIRCLE SECTOR— KEY3word). En este caso la opción por defecto es CIRCLE. El valor [mdc] especifica la resolución en grados. 8. Por último se define el rango de frecuencias [flow] [fhigh] [msc]: frecuencia mínima, máxima y divisiones.
2.8.2 Limitaciones • • •
La longitud máxima de cada línea del archivo es de 120 caracteres. La longitud máxima de los nombres de archivos que lee el SWAN es de 36 caracteres. (‘fname’). La máxima longitud de los nombres de las localizaciones (conjunto de puntos, contornos, curvas, rayos,…) es de 8 caracteres.
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2.9 USO DE LOS PRINCIPALES COMANDOS DEL ARCHIVO DE ENTRADA En la Figura 5se muestra un ejemplo de archivo de entrada. En el se pueden definir 4 zonas. 1. Cabecero: Información sobre la zona de estudio 2. Descripción del modelo: Definición de la malla computacional, mallas de los campos de entrada, condiciones de contorno, condiciones de viento y procesos físicos que se desean modelar. 3. Definición de puntos o localizaciones de salida: Puntos, curvas, subredes, isolíneas, donde se quieren obtener variables de salida. 4. Variables de salida. Se especifican qué variables se quieren obtener en las localizaciones de salida previamente definidas.
Figura 5. Archivo de comandos ejemplo tipo.
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2.9.1 ¿Cómo se define la malla computacional (espacial, frecuencias y direccional)? COMANDO CGRID, CIRCLE.
Figura 6. Ejemplo de aplicación de SWAN y redes computacionales.
La Figura 6 muestra un ejemplo de mallas anidadas. En esta sección se estudia como definir la malla general. Para ello utilizamos el comando CGRID.
Ilustración 2. Uso del comando CGRID: definir la malla computacional.
Descripción del comando: • • • • • •
(xpc,ypc): Es el origen de la malla computacional en el sistema de coordenadas. Alpc: Es el ángulo de giro de la malla computacional con respecto al eje x. xlenc,ylenc: Longitudes de la malla en las direcciones x e y respectivamente. mxc,myc: Número de divisiones espaciales de la malla en la dirección x e y respectivamente. flow,fhi: frecuencias mínima y máxima del espectro. CIRCLE 360: divide el rango de direcciones (360º) en 360º, por lo que en este caso la resolución es de 1º.
En la Ilustración 3 se muestran las resoluciones recomendadas para SWAN.
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Ilustración 3. Resoluciones recomendadas en SWAN.
2.9.2 ¿Cómo se define la malla para la batimetría (mallas de entrada)? COMANDO INPGRID. Con este comando se define la malla correspondiente a la batimetría de la zona. En este ejemplo se define la malla dada por la Figura 6 con su resolución en la dirección x e y. La malla relativa a la batimetría y la malla computacional no tienen que ser necesariamente las mismas. Cómo se muestra en este ejemplo, la malla computacional tiene unas características distintas con respecto a la malla de la batimetría no coincidiendo los nodos de ambas mallas.
Ilustración 4. Uso del comando INPGRID: definiendo la malla de batimetría.
Los nodos de la malla computacional que corresponda a tierra se suelen especificar mediante un valor de excepción. Esto se indica en el comando INPGRID mediante otro comando EXC -99. Esto significa que al leer los valores de la batimetría SWAN identificará los nodos de tierra aquellos cuando encuentre -99.
2.9.3 ¿Cómo se introduce el archivo con la batimetría (campos de entrada)? COMANDO READINP.
Con el comando READINP se puede lee los campos de entrada (fricción, viento, corrientes, batimetría,…). En general,
Ilustración 5. Comando READinp: lectura de campos de entrada.
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Para leer el archivo con la batimetría se utiliza el siguiente comando.
Ilustración 6. Uso del commando READINP: Definiendo el campo de batimetría.
Descripción del comando • • • • •
Fac: Factor por el que se multiplica cada uno de los valores del archivo. Fname: nombre del archivo. Idla:Forma en que se identifica cada valor del archivo con cada nodo de la malla de la batimetría, ver Nhedf: Cabecero del archivo 0 (no tiene cabecero). Formato: formato de escritura del archivo, debe ser dado en FORTRAN.
2.9.3.1 Formato del archivo para los campos escalares.
Figura 7. Formato del archivo que contiene la batimetría. (Es el mismo para los campos escalares).
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2.9.3.2 Formato del archivo de lectura de campos vectoriales
Figura 8. Formato del archivo que contiene un campo vectorial, viento o corrientes.
En la Figura 7 y Figura 8 se muestran los formatos de los archivos correspondientes a campos escalares y vectoriales.
2.9.4 ¿Cómo se introduce un campo de viento constante? COMANDO WIND. Se introduce la velocidad del viento (m/s) y el ángulo con respecto al eje x del sistema de coordenadas La dirección hacia donde sopla el viento viene dada por el ángulo entre el vector de viento y el eje x. (convención cartesiana) Para introducir el campo de viento se escribe el siguiente comando.
Ilustración 7. Comando WIND: defiendo un campo de viento constante.
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θ swan
Figura 9. Izquierda: Definición de ángulo en referencia cartesiana. Derecha: Esquema donde se compara ángulos en SWAN ( θ swan ) y ángulos de procedencia desde el Norte ( Dirwana ).
La relación entre dichos ángulos viene dada por la siguiente expresión
θ swan = mod ( ( 270º ± β ) − Dirwana ,360º ) ,
(2.9.1)
siendo β la diferencia de ángulos entre el norte geográfico y el eje Y.
2.9.5 ¿Cómo se introduce un nivel medio constante? COMANDO SET. Se utiliza el comando SET con la opción LEVEL.
Ilustración 8. Comando LEVEL : introduciendo un nivel medio.
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2.9.6 ¿Cómo se introduce el norte geográfico? COMANDO SET. Se utiliza el comando SET con la opción NOR dándose la dirección de norte en grados con respecto al eje x.
Ilustración 9. Comando SET NOR: definiendo el norte geográfico.
2.9.7 ¿Cómo se introducen las condiciones de contorno? COMANDO BOUNd. Los tipos de frecuencias paramétricos que se pueden introducir son JONSWAP, PIERSON-MOSKOWITz, GAUSSIANO y monocromático (BIN), véase Ilustración 10.
Ilustración 10. Comando BOUNd: definiendo un espectro inicial.
Si se quiere introducir un espectro tipo JONSWAP se escribe
Ilustración 11. Comando BOUND: definiendo el tipo de espectro de frecuencias.
Para identificar los contornos por donde entra el espectro de energía, se utiliza el comando BOUN con la opción SIDE, se escribe
27
Ilustración 12. Comando BOUNd SIDE: definiendo los contornos y características del espectro.
Descripción del comando
1. S, W: son los contornos Sur y Oeste, ver Figura 10. 2. CONSTANT: Indica que las características del espectro son constante a lo largo del contorno. 3. PAR: El espectro es definido mediante los siguientes parámetros Hs (Altura significante), Tp (Periodo de Pico), Dir (Dirección de pico), dd (exponente del espectro de direcciones). El parámetro dd indica el exponente del espectro direccional D(θ ) = cos dd (θ − θ p ) .
W
S
Figura 10. Contornos S, W y flechas indicando la dirección de incidencia del oleaje (Dirección de pico)
2.9.8 ¿Cómo se especifican los procesos físicos a modelar? COMANDO GEN3 y OFF.
En la Ilustración 13, se presentan todos los procesos modelados por SWAN y sus distintas formulaciones.
28
Ilustración 13. Descripción de los procesos físicos y modos de funcionamiento en SWAN.
SWAN tiene tres modos de generación, GEN1, GEN2 y GEN3. La opción por defecto es GEN3.
2.9.8.1 Procesos activados por defecto bajo el modo GEN3: 1. Proceso de interacción oleaje-viento (término exponencial), (Komen et al., 1984). 2. Whitecapping, (Komen et al., 1984). 3. Rotura por fondo, (Battjes y Janssen, 1978). 4. Interacción onda-onda mediante quadruplets.
Si se quisiera desactivar cualquiera de estos procesos se debe utilizar el comando OFF
Ilustración 14. Comando OFF: desactivando procesos físicos.
29
Puesto que estos procesos están activados por defecto no hace falta escribirlos en el archivo. Únicamente en el caso que se quiera modificar algunas de las propiedades o parámetros definidos en cada proceso físico se ha de escribir el comando correspondiente seguido de los valores de los parámetros. Por ejemplo:
Ilustración 15. Comando BREAKING: parámetros alpha y gamma de (Battjes y Janssen, 1978).
2.9.8.2 Procesos no activados bajo el modo GEN3:
1. 2. 3. 4. 5.
Fricción con el fondo. Interacción onda-onda mediante TRIADAS. SET-UP. Difracción. Crecimiento lineal de oleaje por viento.
Para activar estos procesos con sus parámetros por defecto, tan solo hay que escribir los siguientes comandos en el archivo de entrada, respectivamente
Ilustración 16. Activación de procesos en GEN3.
30
2.9.9 ¿Cómo se realizan anidamientos en SWAN? COMANDOS NGRID y NESTOUT.
Para realizar una simulación anidada a partir de una simulación previa de SWAN en una malla grosera es necesario almacenar el espectro en los puntos que definen el contorno de la malla anidada (malla fina). Para ello lógicamente, la malla anidada debe estar contenida en la malla general. En la Figura 11 se definen dos mallas anidadas, de dimensiones menores que la malla general.
ylenn ypn xlenn
xpn
Figura 11. Mallas anidadas SWAN para una zona de estudio (Carchuna).
Para realizar un anidamiento de la malla general a la malla anidada1 se utiliza el comando NGRID siendo necesario almacenar el espectro de energía en el contorno de la malla anidada1. Esto se hace como sige
Decripción del comando NGRID:
• •
‘nestgrid’: define la localización malla anidada. (xpn,ypn): Es el origen de la malla computacional anidada1 en el sistema de coordenadas.
31
• • •
alpc: Es el ángulo de giro de la malla computacional con respecto al eje x. xlenn,ylenn: Longitudes de la malla anidada en las direcciones x e y respectivamente. mxn,myn: Número de divisiones espaciales de la malla anidada en la dirección x e y respectivamente.
Descripción del comando NESTOUT: Este comando guarda el espectro de energía bidimensional obtenido por SWAN en la localización ‘nestgrid’ (identifica una malla anidada) definida por NGRID.
2.9.10 ¿Cómo se introduce el espectro en una simulación anidada de SWAN? COMANDO BOUNd NEST. Si se quiere utilizar el espectro de salida de una simulación previa de SWAN solo se tiene que especificar cual es el archivo donde se ha almacenado el espectro, (ver comando NGRID y NESTOUT, sección 2.9.9). El comando es el siguiente.
Ilustración 17. Comando BOUNd NEST: lectura de espectro en malla anidada.
2.9.11 ¿Cómo se definen puntos de control en SWAN? COMANDO POINTS.
Para definir un conjunto de puntos de control únicamente hay que escribir las coordenadas de dichos puntos en un fichero ASCII de dos columnas x y, véase
Ilustración 18. Archivo de coordenadas de puntos de control.
32
El comando para almacenar dichos puntos de control en SWAN es el siguiente:
Ilustración 19. Comando POINTS: Definiendo un conjunto de puntos de control.
Descripción del comando: Mediante el comando POINTS se define el conjunto de puntos de control ‘loc’ cuyas coordenadas vienen dadas en el archivo (FILE) ‘nodelist.dat’
2.9.12 ¿Cómo se obtienen las variables de salida? COMANDOS TABLE Y BLOCK. El comando TABLE se utiliza para obtener variables de salida en puntos de control previamente definidos, ver comando POINTS sección 2.9.12.
Ilustración 20. Comando TABLE.
Descripción del comando:
• • •
‘Loc’: Especifica el conjunto de puntos de control dónde se van a obtener valores de salida. ‘nodelist_coa.out’: Especifica el nombre del archivo donde se van a escribir los valores de las variables, en este caso, en forma de tabla, ver Ilustración 21. Lista de variables: XP YPÆcoordenadas de los puntos, HSIGN: Altura significante, Tmm10 periodo medio del espectro,….
33
Ilustración 21. Archivo de salida dado por el comando TABLE.
El comando BLOCK se utiliza para obtener variables de salida en todos y cada uno de los puntos de la red computacional. Los archivos de salida son archivos binarios que pueden ser leídos por MATLAB. El comando es el siguiente:
Descripción del comando:
• • • • •
‘COMPGRID’: Es una localización que representa toda la red computacional. No necesita ser definida previamente como en el comando POINTS. NOHEAD: El archivo de salida no tendrá cabeceras. ‘spa_dis1.mat’: Archivo de salida con la información de las variables escogidas. LAY 3: Formato de escritura del archivo. Lista de variables: XP YPÆcoordenadas de los puntos, HSIGN: Altura significante, Tmm10 periodo medio del espectro,….
34
Figura 12. Altura significante en la zona de estudio obtenida a partir del comando BLOCK.
2.10 LISTA DE VARIABLES DE SALIDA. HERRAMIENTA DE VISUALIZACIÓN GRÁFICA. NOTA: Se define
• •
Variables absoluta: Variable obtenida a partir del espectro de energía en ausenacia de corrientes. Variable relativa: Variable obtenida a partir del espectro de energía en ausenacia de corrientes.
2.10.1
Lista de comandos
En la Ilustración 22 se tiene los comandos correspondientes a las variables físicas que se pueden obtener de SWAN.
35
Ilustración 22. Comandos de las distintas variables de salida disponibles en SWAN.
2.10.2
Lista de definiciones
1. HSIGN: Altura Significante Espectral HSIGN ( m ) = 4
∫ ∫ E ( ω , θ ) d ω dθ
= 4 Etot
(2.10.1)
2. TMM10: Periodo medio absoluto espectral.
∫ ∫ ω E (σ ,θ ) dσ dθ = 2π ∫ ∫ ω E (σ ,θ ) dθ dω . TMM 10 ( s ) = 2π ∫ ∫ E (σ ,θ ) dσ dθ ∫ ∫ E (σ ,θ ) dθ dω −1
−1
(2.10.2)
3. TM02: Periodo medio absoluto espectral definido como ⎛ ω 2 E (σ , θ ) dσ dθ ∫∫ TM 02 ( s ) = 2π ⎜ ⎜ ∫ ∫ E (σ , θ ) dσ dθ ⎝
⎞ ⎟ ⎟ ⎠
−
1 2
−
1
⎛ ω 2 E (σ ,θ ) dθ dω ⎞ 2 ∫∫ ⎟ . (2.10.3) = 2π ⎜ ⎜ ∫ ∫ E (σ ,θ ) dθ dω ⎟ ⎝ ⎠
4. DIR: Dirección media espectral (dirección normal a la cresta de la onda)
⎡ sin θ E (ω ,θ ) d ω dθ ⎤ ∫ ⎥. DIR(º ) = arctan ⎢ ⎢⎣ ∫ cos θ E (ω , θ ) d ω dθ ⎥⎦
36
(2.10.4)
5. FSPR: Anchura normalizada del espectro de frecuencias. ∞
FSPR =
∫ E (ω ) e
iωt
0
Etot
dω , τ = TM 02.
(2.10.5)
6. DSPR: Desviación estándar del espectro direccional ⎛ 180 ⎞ DSPR 2 = ⎜ ⎟ ⎝ π ⎠
⎛ ⎛ θ −θ ∫0 ⎜⎜ 2sin ⎜⎝ 2 ⎝
2 2π
2
⎞⎞ ⎟ ⎟⎟ D (θ ) dθ . ⎠⎠
(2.10.6)
7. WLEN: Longitud de onda media
Por defecto p = 1 .
⎛ k p E (σ , θ ) dσ dθ ∫ ∫ WLEN = 2π ⎜ ⎜ ∫ ∫ k p −1 E (σ ,θ ) dσ dθ ⎝
−1
⎞ ⎟ . ⎟ ⎠
(2.10.7)
8. STEEPNESS: Peralte del oleaje STEEPNESS = HSIGN / WLEN
(2.10.8)
9. TRANSP: Transporte de energía con componentes
Px = ρ g ∫ ∫ cx E (σ ,θ ) dσ dθ Py = ρ g ∫ ∫ c y E (σ ,θ ) dσ dθ .
(2.10.9)
10. FORCE: Fuerza debida al oleaje por unidad de área (derivadas del tensor de radiación)
∂S xx ∂S xy − ∂x ∂y ∂S ∂S Fy = − yx − yy , ∂x ∂y Fx = −
donde S es el tensor de radiación cuya expresión es la siguiente
37
(2.10.10)
1⎤ ⎡ S xx = ρ g ∫ ⎢ n cos 2 θ + n − ⎥E (σ ,θ ) dσ dθ 2⎦ ⎣ S xy = S yx = ρ g ∫ n sin θ cos θ E (σ ,θ )dσ dθ
(2.10.11)
1⎤ ⎡ S yy = ρ g ∫ ⎢ n sin 2 θ + n − ⎥E (σ ,θ ) dσ dθ 2⎦ ⎣ 11. URMS: Valor cuadrático medio de la velocidad orbital en el fondo
1/ 2
U rms
⎛ 2π ∞ ⎞ σ2 E (σ , θ ) ⎟ . =⎜ ∫ ∫ 2 2 ⎝ 0 0 g sinh kd ⎠
(2.10.12)
12. UBOT: Valor cuadrático medio de la velocidad orbital máxima en el fondo UBOT = 2URMS
2.10.3
Visualización
Herramienta gráfica plotswan, ver Figura 13. 1. 2. 3. 4.
Seleccionar directorio donde se encuentran los archivos .mat Seleccionar directorio de salida donde se guardarán las imágenes. Seleccionar variables de Salida. Presionar Plot.
Figura 13. Herramienta gráfica de visualización de resultados plotswan.
38
(2.10.13)
Figura 14. Ejemplo de distribución de Altura Significante en la zona de la desembocadura del Guadalquivir.
39
2.11 PLANTILLA DEL ARCHIVO DE ENTRADA filename.swn ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !
PROJECT 'name' 'nr' 'title1' 'title2' 'title3' SET [level] [nor] [depmin] [maxmes] [maxerr] [grav] [rho] [inrhog] [hsrerr] CARTesian|NAUTical [pwtail] [froudmax] [printf] [prtest]
& & &
MODE / STATIONARY \ / TWODimensional \ DYNAMIC / \ ONEDimensional COORDinates / -> CARTesian \ SPHErical CCM|QC /
\ REPeating
CGRID / REGular [xpc] [ypc] [alpc] [xlenc] [ylenc] [mxc] [myc] \ \ CURVilinear [mxc] [myc] [excval] / & / CIRcle \ \ SECtor [dir1] [dir2] / [mdc] [flow] [fhig] [msc] INPgrid (GRID) & BOTtom | WLEVel | CURrent | VX | VY | FRiction | WInd | WX | WY
&
/ REG [xpinp] [ypinp] [alpinp] [mxinp] [myinp] [dxinp] [dyinp] \ < > & \ CURVilinear [stagrx] [stagry] [mxinp] [myinp] / (NONSTATionary [tbeginp] [deltinp] SEC|MIN|HR|DAY [tendinp]) READinp BOTtom|WLevel|CURrent|FRiction|WInd|COORdinates [fac] / 'fname1' \ \ SERIES 'fname2' / [idla] [nhedf] ([nhedt]) (nhedvec]) & FREE | FORMAT 'form' | [idfm] | UNFORMATTED
&
WIND [vel] [dir] | JONswap [gamma] | BOUNd SHAPespec | PM | < GAUSs [sigfr] > PEAK|MEAN DSPR POWer|DEGRees | BIN | / -> SIDE North|NW|West|SW|South|SE|East|NE CCW|CLOCKWise \ BOUNdspec < >& \ SEGment / -> XY < [x] [y] > \ / 40
! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !
\ IJ < [i] [j] > / / UNIForm / PAR [hs] [per] [dir] [dd] < \ FILE 'fname' [seq] \ VARiable / PAR < [len] [hs] [per] [dir] [dd] > \ FILE < [len] 'fname' [seq] > BOUNdnest1 NEST 'fname' CLOSed|OPEN BOUNdnest2 WAMNest 'fname' / UNFormatted CRAY|WKstat \ \ FREE / [xgc] [ygc] BOUNdnest3 WWIII 'fname' CLOSed|OPEN [xgc] [ygc] | -> DEFault INITial < ZERO | PAR [hs] [per] [dir] [dd] | HOTStart 'fname' GEN1 [cf10] [cf20] [cf30] [cf40] [edmlpm] [cdrag] [umin] GEN2 [cf10] [cf20] [cf30] [cf40] [cf50] [cf60] [edmlpm] [cdrag] [umin] | JANSSEN [cds1] [delta] | | | | -> KOMEN [cds2] [stpm] | GEN3 < > (AGROW [a]) | YAN | | | | WESTHuysen |
| ->KOMen [cds2] [stpm] [powst] [delta] [powk] | | | | JANSsen [cds1] [delta] [pwtail] | | | | LHIG [cflhig] | | | WCAP < BJ [bjstp] [bjalf] > | | | KBJ [bjstp] [bjalf] [kconv] | | | | CSM [cst] [pow] | | | | AB [cds2] [br] [p0] [powst] [powk] | QUADrupl [iquad] [limiter] [lambda] [cnl4] [csh1] [csh2] [csh3] | CNL4 < [cnl4] > MDIA LAMbda < [lambda] > <
| > 41
! | CNL4_12 < [cnl4_1] [cnl4_2] > | ! ! BREaking CONSTANT [alpha] [gamma] ! ! FRICTION JONSWAP [cfjon] | COLLINS [cfw] | MADSEN [kn] ! ! TRIAD [trfac] [cutfr] [urcrit] [urslim] ! ! LIMiter [ursell] [qb] ! ! | TRANSm [trcoef] | ! OBSTacle < > & ! | DAM [hgt] [alpha] [beta] | ! ! | -> RSPEC | ! ( REFLec [reflc] < >) & ! | RDIFF [POWS][POWD][Kdif] | ! ! LINe < [xp] [yp] > ! ! SETUP [supcor] ! ! DIFFRac [idiffr] [smpar] [smnum] [cgmod] ! ! OFF WINDGrowth | QUADrupl | WCAPping | BREaking | REFrac | FSHift | BNDCHK ! ! PROP / BSBT ! \ GSE [waveage] SEC|MIN|HR|DAY ! ! | -> ACCUR [drel] [dhoval] [dtoval] [npnts] | ! NUMeric (< > & ! | STOPC [dabs] [drel] [curvat] [npnts] | ! ! | -> STAT [mxitst] [alfa] | ! < > [limiter] ) & ! | NONSTat [mxitns] | ! ! ( DIRimpl [cdd] [cdlim] ) & ! ! ( SIGIMpl [css] [eps2] [outp] [niter] ) & ! ! ( SETUP [eps2] [outp] [niter] ) ! ! FRAME 'sname' [xpfr] [ypfr] [alpfr] [xlenfr] [ylenfr] [mxfr] [myfr] ! ! GROUP 'sname' SUBGRID [ix1] [ix2] [iy1] [iy2] ! ! CURVE 'sname' [xp1] [yp1] < [int] [xp] [yp] > ! 42
! RAY 'rname' [xp1] [yp1] [xq1] [yq1] & ! < [int] [xp] [yp] [xq] [yq] > ! ! ISOLINE 'sname' 'rname' DEPTH|BOTTOM [dep] ! ! POINTS 'sname' < [xp] [yp] > | FILE 'fname' ! ! NGRID 'sname' [xpn] [ypn] [alpn] [xlenn] [ylenn] [mxn] [myn] ! ! |...| ! QUANTity < > 'short' 'long' [lexp] [hexp] [exc] & ! |...| ! ! [power] [ref] [fswell] & ! ! / -> PROBLEMcoord \ ! \ FRAME / ! ! OUTPut OPTIons 'comment' (TABle [field]) (BLOck [ndec] [len]) & ! (SPEC [ndec]) ! ! BLOCK 'sname' HEADER | NOHEADER 'fname' (LAY-OUT [idla]) & ! < DSPR|HSIGN|DIR|PDIR|TDIR|TM01|RTM01|RTP|TM02|FSPR|DEPTH|VEL| & ! FRCOEFF|WIND|DISSIP|QB|TRANSP|FORCE|UBOT|URMS|WLEN|STEEPNESS| & ! DHSIGN|DRTM01|LEAK|XP|YP|DIST|SETUP|TMM10|RTMM10|TMBOT| & ! WATLEV|BOTLEV|TPS > ([unit]) & ! (OUTPUT [tbegblk] [deltblk] SEC|MIN|HR|DAY) ! ! TABLE 'sname' HEADER | NOHEADER | INDEXED 'fname' & ! < DSPR|HSIGN|DIR|PDIR|TDIR|TM01|RTM01|RTP|TM02|FSPR|DEPTH|VEL| & ! FRCOEFF|WIND|DISSIP|QB|TRANSP|FORCE|UBOT|URMS|WLEN|STEEPNESS| & ! DHSIGN|DRTM01|LEAK|XP|YP|DIST|SETUP|TMM10|RTMM10|TMBOT| & ! WATLEV|BOTLEV|TPS > ([unit]) & ! (OUTPUT [tbegtbl] [delttbl] SEC|MIN|HR|DAY) ! ! SPECout 'sname' SPEC1D|SPEC2D ABS|REL 'fname' & ! (OUTput [tbeg] [delt] SEC|MIN|HR|DAY) ! ! NESTout 'sname' 'fname' & ! (OUTput [tbeg] [delt] SEC|MIN|HR|DAY) ! ! / -> IJ < [i] [j] > \ ! TEST [itest] [itrace] POINTS < > PAR 'fname' & ! \ XY < [x] [y] > / 43
! ! S1D 'fname' S2D 'fname' ! ! | STATionary [time] | ! COMPute ( < >) ! | | -> Sec | | ! | ([tbegc] [deltc] < MIn > [tendc]) | ! | HR | ! | DAy | ! ! HOTFile 'fname' ! ! STOP
3
DESCRIPCIÓN DEL ARCHIVO RESUMEN DE SALIDA
Una vez acabada la simulación con SWAN se escribe un archivo cuyo nombre viene especificado en el archivo SWANINIT., ver Figura 3. En este archivo se por un lado escriben todos los comandos especificados en el archivo de entrada a modo de resumen y por otro se escriben todos los aspectos numéricos de la simulación, formulaciones utilizadas para cada proceso físico, tiempos de cálculo, posibles errores en cálculos, advertencias,……
Ilustración 23. Archivo de salida SWAN. Resumen del proceso de iteracción y mensajes de advertencia.
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Ilustración 24. Ejemplo de archive resumen de SWAN. Tiempos de cáculo para cada proceso y cáculo de términos fuente
45
El presente documento ha sido realizado a partir de la documentación técnica suministrada por los desarrolladores del modelo SWAN, Delft University of Technology. Dicha información se encuentra disponible de manera gratuita en las siguientes direcciones web: SWAN HOMEPAGE
http://vlm089.citg.tudelft.nl/swan/index.htm SWAN FORUM
http://vlm089.citg.tudelft.nl/swan/index.htm SWAN DOWNLOAD CENTER
http://vlm089.citg.tudelft.nl/swan/index.htm En esta página se puede descargar los manuales de uso en formato .pdf y los códigos fuentes y ejecutable del modelo, utilidades y ejemplos de aplicación del modelo.
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Battjes, J.A. y Janssen, J.P.F.M., 1978. Energy loss and set-up due to breaking of random waves, Proceedings of 16th International Conference on Coastal Engineering. Am. Soc. of Soc. Civ. Eng.,, New York, pp. 569-587. Komen, G.J., Hasselman, S. y Hasselman, K., 1984. On the existence of a fully development wind-sea spectrum. J. Phys. Oceanogr, 14: 1271-1285.
47
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