El diseño de centrales de producción eléctrica offshore (para la captación de energía eólica, mareomotriz o asociada al oleaje) requiere evaluar su impacto ambiental. En particular, es de suma importancia predecir el impacto del ruido submarino generado sobre la fauna marina, especialmente sobre los mamíferos marinos y especies de peces. En este trabajo la propagación del ruido se modela mediante la ecuación de Helmholtz, y se resuelve numéricamente usando un método de partición de unidad (Partition of Unity Method, PUM). El objetivo es simular la propagación del sonido submarino proveniente de múltiples fuentes no impulsivas. El resultado de las simulaciones consiste en distribuciones espaciales del nivel de presión sonora.El modelo matemático que nos ocupa considera los aspectos más relevantes relacionados con la acústica ambiental subacuática. Específicamente, la ecuación de Helmholtz permite tener en cuenta los fenómenos ondulatorios más relevantes: absorción, interferencia, reflexión, refracción y difracción. Por ejemplo, la absorción acústica producida por el agua de mar está representada por la parte imaginaria del número de onda. Además, se considera un número de onda no uniforme que depende de la salinidad, temperatura y profundidad. El modelo se completa con un conjunto de condiciones de contorno que proporcionan un tratamiento específico de la reflexión del fondo y la superficie marinos. El ruido de entrada también se introduce como condición de contorno. Finalmente, se disponen "Perfectly Matched Layers" (PML) en los límites artificiales laterales del dominio para evitar reflexiones espurias.La estrategia numérica se basa en un PUM enriquecido con ondas planas. Las funciones de onda planas se combinan con las funciones clásicas de forma polinomial ("hat functions", una partición de unidad que preserva la continuidad del espacio de aproximación entre elementos). La elección de ondas planas ofrece dos ventajas principales. Por un lado, dado que las funciones de enriquecimiento satisfacen la ecuación de gobierno e incluyen conocimiento a priori de la solución, mitigan "polution error" intrínseco a las soluciones obtenidas con aproximaciones polinomiales estándar. Por otro lado, permiten utilizar mallas más gruesas con un tamaño de elemento mayor. Esto conduce a una reducción drástica del número de grados de libertad. Por lo tanto, el método es muy adecuado para resolver la ecuación de Helmholtz en dominios grandes (de cientos de metros a kilómetros) en comparación con la longitud de onda característica (de centímetros a metros).Sin embargo, dado que las ondas planas se describen mediante funciones exponenciales complejas, el cálculo de las matrices elementales implica integrar funciones altamente oscilatorias. Esto incrementa los requisitos involucrados en el paso de integración e implica que las reglas tipo Gauss-Legendre estándar pierdan competitividad. En la versión 2D de la herramienta, superamos este inconveniente implementando una regla semianalítica existente. En la versión 3D, desarrollamos una nueva regla eficiente en la integración de funciones altamente oscilatorias sobre tetraedros. El integrando se expresa como el producto de una parte no oscilatoria y una función exponencial compleja. La regla está diseñada para ser exacta, salvo errores de redondeo, para integrales con parte polinomial no oscilatoria, que es el caso de la ecuación de Helmholtz resuelta con un PUM enriquecido con ondas planas. Para concluir, presentamos varios ejemplos que evalúan e ilustran las capacidades de la herramienta, incluida la absorción producida por agua salina, medios homogéneos o heterogéneos, fondos marinos con coeficiente de transmisión no uniforme, y fuentes únicas o múltiples.


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