[en] This work utilizes the Particle Finite Element Method (PFEM), which is an innovative numerical technique, to study the propagation of water waves and their interaction with solid structures. A numerical approach is essentially a simulation model that represents reality. In the case of PFEM, this technique employs a Lagrangian strategy to solve the Navier-Stokes equations, providing a precise description of fluid-solid interaction and aiding in determining the evolution of fluid flows. Two computer programs are employed in this study to simulate the numerical approach. The preprocessing and postprocessing phases utilize the GID software, which displays the results and allows for input decisions. The Kratos Multiphysics program calculates the governing equations. The first section of this work focuses on the analysis of wave propagation. After implementing PFEM, the model is compared with experimental results obtained in the laboratory channel in Braunschweig (Hitzegrad, 2019). The results demonstrate the convergence of mesh size and time step, validating the applicability of the numerical method in this specific case. The second section involves performing the same analysis as in the first section but using the PFEM-SW method. It is compared with the standard PFEM method and, once again, with experimental results obtained in the laboratory channel in Braunschweig (Hitzegrad, 2019). The results indicate that the PFEM-SW method yields similar results to the standard PFEM method with slightly less accuracy but significantly lower computational cost. Finally, a proof of concept for the Fluid-Structure Interaction (FSI) method is conducted to better understand the functionality of the PFEM tool. A hypothetical example is implemented in which previously generated waves using the PFEM-SW method impact three blocks with dimensions of 1m x 1m, simulating their fall into a pit.

[es] Este trabajo utiliza una novedosa técnica numérica llamada método de los elementos finitos particulados (PFEM) para estudiar la propagación de las olas de agua y su interacción con estructuras sólidas. Un enfoque numérico es un modelo de simulación de la realidad. En el caso del PFEM, la técnica numérica utiliza una estrategia lagrangiana para resolver las ecuaciones de Navier-Stokes. El PFEM proporciona una descripción precisa de la interacción fluido-sólido y es útil para determinar la evolución de los flujos de fluidos. Para validar el método numérico en el área de aplicación dada, este proyecto compara los resultados obtenidos por PFEM con resultados experimentales de análisis de laboratorio. También se utilizó el método de la solución acoplada PFEM-Shallow Water (PFEM-SW) y se compararon los resultados obtenidos. El primer apartado de este trabajo se centra en el análisis de la propagación de olas. Tras su implementación mediante PFEM, el modelo se compara con los resultados experimentales obtenidos en el canal del laboratorio experimental en Braunschweig (Hitzegrad, 2019). Los resultados demuestran la convergencia del tamaño de la malla y del paso tiempo, además de validar la aplicabilidad del método numérico en este caso específico. El segundo apartado consiste en hacer el mismo análisis que en el primer apartado, pero con el método PFEM-SW, compararlo con el PFEM estándar y también con los resultados experimentales obtenidos en el canal del laboratorio experimental en Braunschweig (Hitzegrad, 2019). Los resultados indicaron que el método PFEM-SW tiene resultados similares al PFEM estándar con una precisión ligeramente menor, pero con un coste computacional significativamente inferior. Finalmente, se lleva a cabo una prueba de concepto del método de Interacción Fluido-Estructura (FSI) para comprender mejor el funcionamiento de la herramienta PFEM.