Redes neurais artificiais artmap-fuzzy aplicadas ao estudo de agitação marítima e ondas de lagos

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

The risks associated to coastal and harbor zones are one of the main concerns in planning and managing these zones. Some examples can be mentioned such as: instability of maritime structures, wave overtopping, flooding, coastal erosion and unsafe navigation. Furthermore, there are the risks associated to dam reservoirs and their multiple uses, as for example those reservoirs that are used as waterways, as well as being commercial and navigation routes. These are some of the justifications to develop methodologies capable of evaluating the risk in this kind of situations. This work is concerned with the development and application of a Fuzzy ARTMAP artificial neural network to forecast some phenomena of free surface and of wave-structure interaction, such as: sea wave conditions, wave behavior in dam lakes and wave overtopping. The neural network pertains to the ART (Adaptive Resonance Theory) family and is developed and used to forecast the wave conditions outside and inside a port, the wave overtopping at a cross-section of the port protection breakwater, and also the wind waves generated in an hydroelectric dam reservoir. The studied port is the Sines port, located at south west Europe, west coast of Portugal, 58 nautical miles south of Lisbon. The hydroelectric reservoir is the Ilha Solteira lake, located north west of the State of São Paulo, Brazil. Considering the Sines port, the neural network training for forecasting wave conditions is performed with data measured by a wave buoy positioned offshore the port, and also with numerical model results of wave propagation at the entrance of the port (SWAN model) and inside the port (DREAMS model). The wave conditions inside the port predicted by the new tool are compared with some field data. The neural network training for forecasting wave overtopping at the breakwater is performed with data obtained from a two-dimensional physical model developed at the National Laboratory for Civil ...

Os riscos associados a zonas costeiras e portuárias são uma das principais preocupações no planejamento e gestão destas zonas. Exemplos desses riscos são os associados aos fatores: instabilidade de estruturas marítimas de proteção, ocorrência de galgamentos, inundação, erosão costeira e navegação. Não obstante ao citado, tem-se também, o caso dos riscos inerentes ao ambiente dos reservatórios de barragens e de seus usos múltiplos, que fazem parte de segmentos de hidrovias, além de fazer parte de complexos de navegação e rotas comerciais. O exposto justifica a importância crescente do desenvolvimento de metodologias capazes de avaliar o risco neste tipo de situações. O presente trabalho trata do desenvolvimento e aplicação de uma rede neural artificial, notadamente a rede ARTMAP-Fuzzy, na tentativa de se prever alguns fenômenos de superfície livre e interação onda-estrutura, sejam eles: agitação marítima, comportamento de ondas em lagos de barragem e galgamento. A rede em questão pertence à família ART (Adaptive Ressonance Theory), e foi desenvolvida e utilizada na tentativa de se prever tanto a agitação marítima dentro e fora de um porto, quanto para o cálculo do galgamento em um ponto do barramento de contenção e, também na tentativa de se prever o comportamento de ondas geradas por vento em um reservatório formado pela construção de uma usina hidroelétrica. O porto em estudo foi o de Sines que se situa a sudoeste da Europa, na costa oeste de Portugal, a 58 milhas náuticas a sul de Lisboa. Já, para o caso de ondas em lagos, o mesmo se trata do lago formado pela construção da Usina Hidroelétrica de Ilha Solteira, situado a noroeste do Estado de São Paulo – Brasil. Para o caso de estudo relativo ao porto de Sines, o treinamento desta rede neural é efetuado com dados de medição de boia-ondógrafo ao largo do porto e ainda, comparados com resultados do modelo numérico de propagação de ...