OndisaPy: revisitando o conjunto de algoritmos OndisaCAD para a previsão de ondas geradas por ventos em reservatórios

Abstract

Ondas geradas por ventos são de extrema relevância para a engenharia costeira e oceânica. O advento da computação impulsionou consideravelmente a utilização de modelos para a previsão dos mecanismos que comandam o funcionamento dessas ondas, garantindo contribuições significativas para a logística e segurança em projetos de engenharia que envolvam águas continentais, ambientes lacustres e reservatórios. O OndisaCAD, conjunto de algoritmos produzidos juntamente com o corpo docente da UNESP (Faculdade de Engenharia - Campus de Ilha Solteira), possuía como premissa utilizar métodos numéricos com requisitos funcionais, como as fórmulas derivadas do espectro JONSWAP (CARTER, 1982) e o modelo SMB (BRETSCHNEIDER, 1958), intencionando viabilizar análises técnicas sobre ondas geradas por ventos em reservatórios. Contudo, por ter sido desenvolvido utilizando um software comercial (AutoCAD) em um dialeto da linguagem Lisp (AutoLISP), tornou-se penoso para ser atualizado, distribuído ou utilizado com eficácia. Este trabalho de conclusão de curso reformula a metodologia empregada no OndisaCAD utilizando a linguagem Python, aplicando o potencial produtivo dos seus recursos open source na criação de um novo complexo de algoritmos fundamentalmente acessíveis e escaláveis. A materialização desses algoritmos reestruturados, denominada OndisaPy, resultou em uma operacionalização mais ágil e estruturada (em torno de 50% mais rápida, podendo ser escalável para valores maiores), sendo muito mais interativa para seus usuários e viabilizando análises de ondas geradas por ventos de maneira mais eficiente em comparação ao OndisaCAD.

Wind-generated waves are of extreme relevance to coastal and ocean engineering. The advent of computing has driven the development of models for forecasting these types of waves, ensuring significant contributions to logistics and safety in engineering projects involving continental waters, lake environments and reservoirs in several countries. OndisaCAD, a set of algorithms produced together with the academic staff of UNESP (Faculty of Engineering - Ilha Solteira Campus), had the premise of using numeric methods with functional requirements, such as the formulas derived from the JONSWAP spectrum (CARTER, 1982) and the SMB model (BRETSCHNEIDER, 1958), intending to make technical analyses of waves generated by winds in reservoirs feasible. However, because it was developed using commercial software (AutoCAD) in a dialect of the Lisp language (AutoLISP), it became difficult to be updated, distributed or used effectively. This undergraduate thesis reformulates the methodology used in OndisaCAD using the Python language, applying the productive potential of its open-source resources in the creation of a new complex of fundamentally accessible and scalable algorithms. The materialization of these restructured algorithms, named Ondisapy, resulted in a more agile and structured operationalization (around 50% faster, being able to be scalable to higher values), being much more interactive for its users and enabling analysis of waves generated by winds more efficiently in compared to OndisaCAD.