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Análise de eventos de risco através de modelação numérica XBeach. Caso de Estudo - Costa da Caparica
É cada vez mais usual o recurso à modelação numérica para a simulação de eventos de galgamento, inundação e erosão em zonas costeiras. Neste estudo, recorre-se ao acoplamento de dois modelos, SWAN + XBeach (modo surf beat), para a propagação da agitação marítima do largo até à zona de espraio e para reproduzir a evolução morfodinâmica, a fim de avaliar a ocorrência de galgamento e erosão resultantes de eventos meteo-oceanográficos extremos. O local de estudo incide sobre o sector urbano artificializado da Costa da Caparica, que é composto por um campo de esporões e uma estrutura de proteção aderente em toda a extensão, formando seis células de praia arenosa. As simulações cobriram 96 h de forçamentos oceanográficos, representando, assim, a passagem da tempestade Hércules/Christine, entre os dias 3 e 7 de janeiro de 2014. O modelo SWAN propagou com sucesso as condições de agitação marítima para a área de estudo, quando comparado com os dados registados pela boia do Porto de Lisboa. Em relação ao modelo XBeach, este foi capaz de reproduzir alguma da evolução morfodinâmica espectável, contudo a erosão da praia emersa ficou aquém dos relatos documentados, não tendo sido possível avaliar quantitativamente os resultados. O alcance máximo do espraio obtido ao longo deste troço de costa foi inferior ao documentado, o que induz a falhas na previsão de inundações devido ao galgamento. Estes resultados podem ser devidos a uma parametrização inadequada do modelo e/ou à falta de levantamentos topo-batimétricos da praia. Esta abordagem metodológica representa um passo importante para uma melhor estimativa da evolução morfodinâmica na Costa da Caparica devido a eventos de tempestade e significa um importante esforço inicial para melhorar a avaliação dos eventos de galgamento e inundação.
Year: 2021
Number Pages:
51-63pp.
Author(s): Ferreira, A. M.; Fortes, C. J. E. M.; Reis, M. T. L. G. V.; Garzon, J.L.
: Revista Recursos Hidricos
Editor: APRH
Volume:
Volume 41, Nº 2.
Keywords: Tempestade marítima; Espraiamento; Erosão; Inundação; Galgamento; Riscos costeiros
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Aplicação e validação do sistema HIDRALERTA em situações de tempestade
O HIDRALERTA é um sistema de avaliação, previsão e alerta do risco da ocorrência de situações de emergência associadas aos efeitos da agitação marítima (galgamento, inundação e navios amarrados) em zonas costeiras e portuárias. Sendo um sistema de alerta, é fundamental que funcione corretamente, quer em situações correntes (apenas emitindo alertas quando tal se justifique), quer em situações de tempestade. Neste trabalho são apresentados os desenvolvimentos efetuados até à data na validação do sistema em situações de tempestade, com a sua aplicação na simulação do furacão Lorenzo e das depressões Elsa e Fabien. Da análise efetuada pode concluir-se que os alertas emitidos pelo sistema estiveram em oncordância com os danos/ocorrências reportadas localmente, o que contribui para reforçar a confiança no sistema que está a ser desenvolvido. A característica diferenciadora deste trabalho é que a avaliação do risco é efetuada com base nos parâmetros específicos do risco que se pretende prever, como caudais de galgamento ou as forças nas amarrações, e não apenas em parâmetros meteorológicos e oceanográficos.
Year: 2021
Number Pages:
145-167pp.
Author(s): Zózimo, A. C.; Pinheiro, L.; SANTOS, M.I.; Fortes, C. J. E. M.
: Revista Territorium
Editor: Riscos
Volume:
28 (II).
Keywords: depressões Elsa e Fabien; HIDRALERTA; Furacão Lorenzo; Navios amarrado; Galgamento
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Comparison of existing equations for the design of crown walls: application to the case study of Ericeira breakwater (Portugal)
The correct calculation of forces and moments caused by wave action over crown wall structures is critical for their design. There are several existing equations for this, some of which are sanctioned in practice as it is the case for Jensen (1984) and Bradbury et al. (1998), Günback and Gökce (1984), Martin et al. (1999), Berenguer and Baonza (2006), and Pedersen (1996) and Nørgaard et al. (2013). These equations are the main tool for the design of breakwater crown walls and their accuracy is crucial to ensure the stability of the crown wall, especially when considering the sea level rise due to climate change and the possible damage of the armor, since both aspects are not usually considered in most original design studies. In a scenario of climate change, it is very important to estimate the possible changes in security factors due to both these aspects, comparing the results with the original design ones. This paper has as main objective to analyze it for the case study of Ericeira rubble mound breakwater in Portugal. For this, a comparison of the results using those equations and different scenarios including the current, considering sea level rise and armor damage, were performed to extract some conclusions: the increase in the sea level in the case study was not significant and therefore its incidence is very small; and the damage to the main armor by losing pieces at the berm is much more important in this case study, so it is essential to carry out the proper maintenance of the design section. On the other hand, horizontal forces are more conservative using Pedersen and Nørgaard equations, obtaining the lowest value with Martin. Regarding uplift pressures, Martin gives the lowest value, while the most conservative values are given by Günbak and Gökces for two scenarios, and Pedersen and Nørgaard for the other two scenarios. Furthermore, the sliding safety coefficient is more conditioning than overturning the safety coefficient in all the scenarios.
Year: 2021
Number Pages:
25p.
Author(s): Pereira, F.; Neves, M. G.; LÓPEZ-GUTIÉRREZ, J.S.; ESTEBAN, M.D.; Negro, V.
: Journal of Marine Science and Engineering
Editor: MDPI
Volume:
Volume 9, Issue 3.
Keywords: Ccrown wall; Armor damage; Climate change; Rubble mound breakwater
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Effects of varying the transmission coefficient in SNL-SWAN for a wave farm in Peniche
The effects of a farm of bottom-fixed oscillating flaps on the wave propagation in Almagreira beach (Portugal) are evaluated. The SNL-SWAN (Sandia National Laboratories, Simulating WAves Nearshore) numerical model is validated from 2010 to 2018 against Nazaré wave buoy data and run for 19 years to characterize the wave resource and identify the most common and energetic sea states. By varying number (10 to 100) and configuration of wave energy converters (WECs) an optimal array is identified. Model sensitivity to two methods of determining the transmission coefficient, OBCASEs 1 and 3, is studied by analyzing changes in significant wave height, period and direction. OBCASE 1 overestimates the effects of the farm on the waves and changes result higher in the lee of the array with an increasing number of devices. As a future work OBCASE 2 and 4 will be compared to OBCASE 1 and 3.
Year: 2021
Number Pages:
11-18pp.
Author(s): FANTI; Jacob, J.; Pacheco, A.; Fortes, C. J. E. M.; Didier, E.
: Marine Technology and Ocean Engineering Series
Editor: CRC Press
Volume:
Volume 5.
Keywords: SWAN; Modelação numérica; Aguçadora; Energia das ondas
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Experimental and numerical simulations of oblique extreme wave conditions in front of a breakwaters trunk and round head
Climate change studies already reported sea level rise as an accepted scenario, which induces changes in nearshore wave conditions. A large range of new experiences including water level, run-up, overtopping, hydrodynamic data for different wave steepnesses and directions was performed in the Leibniz Universität Hannover (LUH) wave basin for a rubble mound breakwater with a slope of 1(V):2(H). This work presents, focusing on oblique extreme wave conditions, numerical simulations of the hydrodynamics in that experiment using OpenFOAM®. Results of the wave generation boundary conditions and their propagation, namely levation of the water level free-surface and velocity data at specific locations are compared and discussed with data from experimental measurements acquired by acoustic wave gauges and acoustic doppler velocimeter (ADV) / Vectrino equipment. Although an exact match between numerical and laboratory values was not reached, an appropriate incident wave angle and a reasonable amplitude of velocities and water depths was achieved and the same happened to the statistics of those values.
Year: 2021
Number Pages:
73-85pp.
Author(s): Carvalho, R.; Santos, J. A.; BARAJAS, G.O.; Beg, Md. N.A.; LOPES, P.M.; Fortes, C. J. E. M.; Lara, J. L.
: Revista de Gestão Costeira Integrada
Editor: APRH
Volume:
Volume 21, Número 2, 73-85.
Keywords: Oblique extreme wave conditions; Scale-model tests; OpenFOAM®; Wave generation; Breakwater
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Marine geohazards: Safeguarding society and the Blue Economy from a hidden threat
Marine geohazards pose a significant threat to the European coastal population and to the development of the Blue Economy. This Position Paper discusses the type (Chapter 2), distribution (Chapter 3) and impact (Chapter 4) of marine geohazards on the European coastal regions and the Blue Economy, as well as what and how novel scientific approaches may broaden our understanding of their trigger mechanisms and drive a risk-mitigating European policy (Chapter 5). This document focuses on short-onset geological hazards and does not deal with long-term processes such as coastal erosion, land subsidence, intrusion of salt water in coastal aquifers; or with hazards associated by atmospheric disturbances such as storm surges and meteo-tsunamis. This document is primarily aimed at local, regional, national and European institutions in charge of managing risk assessments & mitigation, land and sea management, funding research, monitoring and infrastructures, and public awareness of hazards. In addition, this document may also be relevant to the scientific community interested in, or exploring this subject, and to stakeholders outside Europe, in light of the United Nations Decade of Ocean Science for Sustainable Development (2021-2030).
Year: 2021
Number Pages:
100p.
Author(s): KOPP, H.; CHIOCCI, F.L.; BERNDT, C.; ÇA?ATAY, M.N.; FERREIRA, T.; Fortes, C. J. E. M.; GRÀCIA, E.; GONZÁLEZ VEGA, A.; KOPF, A.J.; SØRENSEN, M.B.; SULTAN, N.; YEO, I.A.
: EUROPEAN MARINE BOARD
Editor: European Marine Board IVZW
Volume:
POSITION PAPER 26.
Keywords: Risk; Trigger mechanisms; Blue-economy; Marine geohazards
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Modelação física da resposta à agitação incidente de um trecho do quebra-mar do porto da Ericeira
Para caracterizar a resposta de um trecho do quebra-mar de taludes do porto da Ericeira à agitação marítima nele incidente, realizaram-se no canal de ondas irregulares do LNEC um conjunto de ensaios com um modelo reduzido desse mesmo trecho. Nesta comunicação descreve-se a instalação experimental, incluindo os diversos instrumentos utilizados para medir as séries temporais das várias grandezas de interesse e o programa de ensaios, apresentando-se as grandezas medidas num subconjunto dos ensaios considerado mais interessante. Nestas grandezas incluem-se a elevação da superfície livre associada à agitação incidente, o espraiamento ao longo do talude, o volume de água de água galgado, a pressão em vários pontos da superestrutura e a erosão do manto protetor utilizando um sensor cujo funcionamento se baseia na tecnologia Time of Flight.
Year: 2021
Number Pages:
91-100pp.
Author(s): Santos, J. A.; Lemos, R.; Fortes, C. J. E. M.; Neves, M. G.; Pinheiro, L.; Pinto, M.; Sanches, C.; Gueifão, J.; Zózimo, A. C.
: Revista Recursos Hídricos
Editor: APRH
Volume:
Vol. 42, N.º 1.
Keywords: Dano; Superestrutura; Galgamento; Espraiamento; Agitação marítima
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Numerical and physical modelling of wave overtopping on a smooth impermeable dike with promenade under strong incident waves
This paper presents a study of run-up/overtopping over a smooth impermeable dike with promenade using 2D and 3D mesh-based and mesh-free numerical models and results from 2D physical modelling for strong energetic incident waves. These waves induce plunging wave breaking and a complex water/air mixture turbulent flow before overtopped the dike, a challenging configuration for numerical models. The analysis is structured in two phases: (i) evaluates the results of 2D numerical and physical models for run-up and overtopping; (ii) compares qualitatively the results of 3D numerical models for overtopping over a dike with promenade between groins located in front of a slope beach. The results indicate that the main differences obtained in run-up and overtopping are due to differences in wave generation and active absorption systems used in physical and numerical models and in turbulent models used by the numerical models. These differences lead to changes on incident wave height and on wave breaking and, consequently, on reflection, run-up and overtopping over the structure. For 3D simulation, even if larger discrepancies were found on overtopping along the dike, mean wave overtopping discharge and water flow height at the crest of the groin head show a similar order of magnitude.
Year: 2021
Number Pages:
29p.
Author(s): Neves, M. G.; Didier, E.; Brito, M.; Clavero, M.
: Journal of Marine Science and Engineering
Editor: MDPI
Volume:
Vol 9(8), 865.
Keywords: Mesh-free numerical model; Mesh-based numerical model; Physical modelling; Overtopping; Wave breaking
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Optimizing wave overtopping energy converters by ANN modelling: evaluating the overtopping rate forecasting as the first step
Artificial neural networks (ANN) are extremely powerful analytical, parallel processing elements that can successfully approximate any complex non-linear process, and which form a key piece in Artificial Intelligence models. Its field of application, being very wide, is especially suitable for the field of prediction. In this article, its application for the prediction of the overtopping rate is presented, as part of a strategy for the sustainable optimization of coastal or harbor defense structures and their conversion into Waves Energy Converters (WEC). This would allow, among others benefits, reducing their initial high capital expenditure. For the construction of the predictive model, classical multivariate statistical techniques such as Principal Component Analysis (PCA), or unsupervised clustering methods like Self Organized Maps (SOM), are used, demonstrating that this close alliance is always methodologically beneficial. The specific application carried out, based on the data provided by the CLASH and EurOtop 2018 databases, involves the creation of a useful application to predict overtopping rates in both sloping breakwaters and seawalls, with good results both in terms of prediction error, such as correlation of the estimated variable.
Year: 2021
Number Pages:
25p.
Author(s): OLIVER, J.M.; ESTEBAN, M.D.; LÓPEZ-GUTIÉRREZ, J.S.; Negro, V.; Neves, M. G.
: Journal Sustainability
Editor: MDPI
Volume:
Volume 13, Issue 3.
Keywords: Wave overtopping rate; Wave energy converters; Principal component analysis; Artificial neural network
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Prótotipo do To-Sealert para o Porto da Ericeira. To-SEAlert prototype for Ericeira harbour
O projeto de investigação e desenvolvimento To-SEAlert financiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia e envolvendo o LNEC, a FCiências.ID, a NOVA.ID.FCT e o ISEL tem como objetivo o desenvolvimento de um sistema de previsão, alerta, planeamento de emergência e gestão de risco de galgamentos e inundações em zonas costeiras e portuárias, com base no sistema HIDRALERTA. Partindo das características da agitação marítima ao largo e utilizando modelos numéricos para a propagação e deformação da agitação marítima, o sistema HIDRALERTA estima os parâmetros relevantes da agitação marítima para a avaliação do galgamento e da inundação bem como o risco associado a esses eventos. As funcionalidades que se pretendem melhorar no âmbito do projeto To-SEAlert dizem respeito às metodologias de previsão do galgamento e da delimitação da zona inundada, bem como no apoio à resposta a situações de emergência envolvendo fenómenos de galgamento. A implementação e a validação do protótipo do To-SEAlert estão a ser efetuadas para a zona costeira da Costa da Caparica e para o porto da Ericeira. Este artigo apresenta o trabalho desenvolvido até à data na construção e desenvolvimento do protótipo do To-SEAlert para o porto da Ericeira.
Year: 2021
Number Pages:
21-36pp.
Author(s): Zózimo, A. C.; Fortes, C. J. E. M.; Pinheiro, L.; SMITHERS, N; Serrazina, V.; Reis, M. T. L. G. V.
: Revista Recursos Hídricos
Editor: APRH
Volume:
Volume 41, Nº 2.
Keywords: Emergência; Previsão e alerta; HIDRALERTA; Galgamento; To-SEAlert; Ericeira
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Comunicação
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Análise das forças atuantes num emissário submarino utilizando um tanque de ondas numérico RANS-VoF
O conhecimento das forças devido à ação das ondas que atuam nos emissários submarinos compostos por uma conduta e anéis de estabilização de betão, para agitação com direção de propagação próxima da direção do emissário, é essencial para o seu dimensionamento. Esta é uma configuração complexa, para a qual a modelação numérica, utilizando modelos 3D de tipo RANS-VoF (Reynolds-Average-Navier-Stokes Volume-of-Fluid), é especialmente adequada para obter uma estimativa das forças na conduta e nos anéis. O presente estudo consiste na simulação de um emissário submarino com anéis de estabilização à escala 1:15 que foi ensaiado num tanque de ondas tridimensional, nas instalações do Danish Hydraulics Institute (DHI), para estudar a influência da direção da agitação incidente e da distância da conduta ao fundo nas forças que atuam no emissário. Foram realizados ensaios sem e com anéis (2 tipos de anéis), para diferentes condições de agitação e direções de agitação incidente (90º, i.e., perpendicular à conduta, 30º e 10º) e para três distâncias da conduta ao fundo (0.0, 0.020 e 0.033m). Os resultados numéricos são comparados aos experimentais para agitação com direcção de propagação perpendicular ao emissário, para 3 alturas de onda incidente. Verificou-se que o modelo de turbulência k-? SST permite obter valores da forças de arrasto e de sustentação em boa concordância com os valores das forças medidas nos ensaios em modelo físico. A força de arrasto é globalmente sobrestimada, com uma diferença media de 11% comparando com o experimental. A força de sustentação é bem estimada e apresenta uma diferença de apenas 5%.
Year: 2018
Number Pages:
1886-1894pp.
Author(s): Didier, E.; Neves, M. G.; Teixeira, P. R. F.
Editor: FURG
Keywords: Tanque de ondas numérico; Forças. RANS-VoF; Emissários submarinos
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Análise das forças num emissário submarino utilizando um modelo numérico 3D RANS-VoF
O conhecimento das forças devido à acção das ondas que atuam nos emissários submarinos, compostos por uma conduta e anéis de estabilização de betão, para agitação com direcção de propagação próxima da direcção do emissário, é essencial para o seu dimensionamento. Esta é uma configuração complexa, para a qual a modelação numérica, utilizando modelos 3D de tipo RANSVoF (Reynolds-Average-Navier-Stokes Volume-of-Fluid), é especialmente adequada para obter uma estimativa das forças na conduta e nos anéis. O presente estudo consiste na simulação de um emissário submarino com anéis de estabilização à escala 1:15 que foi ensaiado num tanque de ondas tridimensional, nas instalações do Danish Hydraulics Institute, para estudar a influência da direcção da agitação incidente e da distância da conduta ao fundo nas forças que atuam no emissário. Os resultados numéricos são comparados aos experimentais: obtém-se uma boa concordância nas forças de arrasto, mas as forças de sustentação são subestimadas numericamente.
Year: 2018
Number Pages:
447-450pp.
Author(s): Didier, E.; Neves, M. G.; Teixeira, P. R. F.
Editor: Instituto Hidrográfico
Keywords: Tanque de ondas numérico; RANS-VoF; Forças; Emissários submarinos
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Análise multicritério para apoio à decisão em intervenções de obras marítimo-portuárias: estudo de quebra-mares de talude
Os quebra-mares de talude estão entre as obras de proteção marítimo-portuárias mais frequentes em Portugal. Devido ao ambiente marítimo agressivo a que estão sujeitos, requerem obras de manutenção periódicas que garantam o seu funcionamento adequado. O elevado valor associado às reparações e/ou reabilitações e às grandes dimensões dos quebra-mares, muitas vezes inviabilizam que intervenções em estruturas desta natureza sejam realizadas de forma completa. Realizou-se um estudo de análise multicritério, com objetivo de propor critérios a serem utilizados na metodologia Measuring Attractiveness by a Category Based Evaluation Technique (MACBETH), acrescida de informações técnicas da base de dados da aplicação de Análise de Observação Sistemática de Obras Marítimas (ANOSOM), com a intenção de otimizar o impacto dos investimentos e auxiliar a tomada de decisões quanto a priorização de intervenções diretamente relacionadas com a maximização da vida útil dos quebra-mares e o seu correto funcionamento. Os casos de estudo são os quebra-mares de Vilamoura, Quarteira e Faro-Olhão.
Year: 2018
Number Pages:
408-411pp.
Author(s): Giollo, R; Falcão Silva, M. J.; Lemos, R.; Couto, P.
Editor: Instituto Hidrográfico
Keywords: Marítimo-portuárias; Obras de proteção; Quebra-mares de talude; Análise multicritério
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Análise multicritério para apoio à decisão em intervenções de obras marítimo-portuárias: Estudo de quebra-mares de talude de blocos de betão e enrocamento
A geografia marítima nem sempre proporciona à costa um ambiente seguro para a instalação e manutenção de portos. Com este propósito, constroem-se obstáculos estruturais capazes de proteger o porto contra a agitação marítima, permitindo que as embarcações executem com segurança e eficiência as operações portuárias. Os quebra-mares de talude são as estruturas de proteção marítimo-portuárias mais frequentes em Portugal e estão sujeitos à ação de intempéries e agitação marítima intensa, requerendo obras de manutenção periódicas que garantam o seu funcionamento adequado. No entanto, devido ao elevado valor associado às reparações e/ou reabilitações e à envergadura deste tipo de obras, nem sempre é possível que as intervenções sejam realizadas de forma completa. As informações técnicas, relativas às intervenções em quebra-mares de talude, estão registadas na base de dados de Análise de Observação Sistemática de Obras Marítimas (ANOSOM), uma ferramenta de diagnóstico de estruturas marítimas de proteção portuária e de embocaduras, desenvolvida em MS ACESS pelo Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC), a qual mantém uma ampla biblioteca de registos originados em observações regulares de obras marítimas portuguesas, desde o ano de 1995 até à atualidade. As metodologias de análise de multicritério contribuem de forma significativa para a maximização do impacto dos investimentos, proporcionando a tomada de decisões de forma eficiente, no que tange a priorização das intervenções diretamente relacionadas com a vida útil da estrutura e com o seu correto funcionamento. O estudo contido na presente comunicação tem por objetivo propor a utilização de metodologias de análise multicritério para apoio à decisão, através do levantamento de diversos critérios, submetidos a avaliação de especialistas neste tipo de infraestruturas.
Year: 2018
Number Pages:
10p.
Author(s): Giollo, R; Falcão Silva, M. J.; Lemos, R.; Couto, P.
Editor: GPBE/ IST
Keywords: Quebra-mares de talude; Obras de proteção marítimo-portuárias; Análise multicritério
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Application of scanning techniques for damage analysis in rubble mound breakwaters
Damage evolution in rubble mound breakwaters is one of the key issues in coastal engineering, in particular their design, linked to maintenance and preventive strategies. One of the major challenges is to determine how the lower parts of the breakwaters evolve under sea states. The settlements and movements in this area are responsible of the evolution in the medium and upper parts, in particular the active zone, that are finally the areas where the initial damage and destruction are produced. To analyze these zones, scanning methodologies are increasing their application, specially to determine more precisely the initial movements of the pieces, porosity evolution and damage. This paper presents the application of a scanning device, a Kinect® system, both to analyze a rock armour and Antifer protection in 2D tests conducted in two facilities: LNEC (Portugal) and CITEEC (University of A Coruña, Spain). The analysis presents the initial approach to the validation process and calibration errors, and comparison with existing formulae. The comparison was done only in the initial and final steps, so no water was present in the flume when scanning. Further work is actually developed with intermediate steps (and water), and 3D tests including a roundhead (RODBreak project, Hydralab+, H2020-INFRAIA-2014-2015. Project ID: 654110).
Year: 2018
Number Pages:
9p.
Author(s): Sande, J.; Laiño, E.; Peña, E.; Neves, M. G.; Lemos, R.; Figuero, A.; Reis, M. T. L. G. V.; Alvarellos, A.; Rabuñal, J. R.
Editor: IHCantabria
Keywords: Errors; Validation; Scanning; Damage; Breakwaters
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Avaliação do risco de galgamento no Porto de Leixões
Esta comunicação apresenta uma avaliação do risco de galgamento das estruturas de defesa marítima do Porto de Leixões, nomeadamente o quebra-mar norte e o quebra-mar sul. Recorrendo a previsões de agitação marítima em águas profundas fornecidas pelo modelo WAM, é feita a sua propagação com os modelos numéricos SWAN e DREAMS de modo a obter-se a caracterização da agitação marítima incidente nestas estruturas. Este trabalho assenta na utilização de dados de agitação marítima que cobrem um período de 38 anos (19792016). Com os valores característicos da agitação marítima em frente a cada uma das estruturas marítimas, calcula-se o caudal médio galgado utilizando a ferramenta NN_OVERTOPPING2, baseada em redes neuronais artificiais. Posteriormente, avalia-se o risco associado ao galgamento através da definição de limiares para os caudais médios galgados. O grau de risco é obtido do produto do grau de probabilidade de excedência dos limites pré-estabelecidos pelo grau das consequências dessa excedência. Finalmente, são ilustrados num mapa de risco do Porto de Leixões os diferentes graus de risco obtidos num conjunto de 15 pontos de análise localizados ao longo das duas estruturas de defesa marítima do porto. Com base no mapa de risco elaborado, é possível identificar os locais de maior risco em termos de segurança e operacionalidade.
Year: 2018
Number Pages:
15p.
Author(s): Costa, J.; Fortes, C. J. E. M.; Ferreira, J.; Pinheiro, L.; Reis, M. T. L. G. V.; Poseiro, P.
Editor: APRH
Keywords: Mapa de risco; Avaliação do risco; Galgamentos; Porto de Leixões
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Costa da Caparica: aplicação do modelo numérico XBEACH à avaliação do risco costeiro
Nesta comunicação descreve uma aplicação do modelo numérico XBEACH no cálculo do espraiamento, galgamento e consequente inundação de sete praias da zona da Costa da Caparica, concelho de Almada, recorrendo à metodologia desenvolvida no âmbito do projeto de investigação HIDRALERTA. Com base nos dados de 2007 a 2016 de agitação marítima ao largo, fornecidos pelo modelo de previsão da agitação marítima WAVEWATCH III, procede-se à transferência destes dados para locais em frente a cada uma das praias da Costa da Caparica, utilizando o modelo numérico SWAN, de modo a caraterizar o regime de agitação marítima nesses locais. De seguida, para o cálculo do espraiamento, galgamento e inundação, recorre-se ao modelo XBEACH, de previsão do efeito de tempestades marítimas na erosão e inundação de zonas costeiras. Os resultados numéricos obtidos para um conjunto de 4 tempestades e para as várias praias são comparados com valores calculados com base em fórmulas empíricas. Os resultados numéricos e das fórmulas empíricas apresentam uma concordância razoável em termos do nível máximo de inundação para a zona norte da Praia de São João da Caparica, o mesmo não se verificando nas zonas também protegidas por estruturas de defesa costeira.
Year: 2018
Number Pages:
14p.
Author(s): Pires, B.; Fortes, C. J. E. M.; Reis, M. T. L. G. V.; Ferreira, J.; Poseiro, P.
Editor: APRH
Keywords: Fórmulas empíricas; XBEACH; Inundação; Galgamento; Espraiamento; Costa da Caparica
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Damage progression in rubble-mound breakwaters scale model tests under different storm sequences
This paper describes the 2D physical model tests performed for a rock armour breakwater at LNEC´s facilities, under the framework of the HYDRALAB+ project. The aim of the present work was to evaluate damage evolution under different approaches of storm sequences, corresponding to different climate change scenarios. The tested wave conditions intended to simulate different sequences of water levels (low water and high water), significant wave heights and peak periods. Damage evaluation was based on the traditional visual method and on stereo-photogrammetric techniques. Results in terms of the non-dimensional damage parameter, the non-dimensional damage depth and the percentage of displaced armour units are compared for the different storm sequences.
Year: 2018
Number Pages:
10p.
Author(s): Lemos, R.; Neves, M. G.; Fortes, C. J. E. M.; Mendonça, A. C.; Capitão, R.; Reis, M. T. L. G. V.
Editor: 7th International conference on the application of physical modelling in coastal and port engineering and science
Keywords: Storm sequences; Climate change; Damage evolution; Physical model
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Damage progression in rubble-mound breakwaters scale model tests under different storm sequences
This paper describes the 2D physical model tests performed for a rock armour breakwater at LNEC´s facilities, under the framework of the HYDRALAB+ project. The aim of the present work was to evaluate damage evolution under different approaches of storm sequences, corresponding to different climate change scenarios. The tested wave conditions intended to simulate different sequences of water levels (low water and high water), significant wave heights and peak periods. Damage evaluation was based on the traditional visual method and on stereo-photogrammetric techniques. Results in terms of the non-dimensional damage parameter, the non-dimensional damage depth and the percentage of displaced armour units are compared for the different storm sequences.
Year: 2018
Number Pages:
10p.
Author(s): Lemos, R.; Neves, M. G.; Fortes, C. J. E. M.; Mendonça, A. C.; Capitão, R.; Reis, M. T. L. G. V.
Editor: IHCantabria
Keywords: Storm sequences; Climate change; Damage evolution; Physical model
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Damage progression in rubble-mound breakwaters scale model tests, under a climate change storm sequence
Understanding damage progression under future climate changes is of utmost importance for effective management of coastal defenses. Significant wave height, wave period, storm direction and water level have been considered the main design variables for coastal structures. Usually, physical model tests support the design of breakwaters considering different incident wave conditions that include also extreme events. This paper describes the two-dimensional (2D) physical model tests of a rock armor breakwater, performed at LNEC´s experimental facilities, under the framework of the HYDRALAB+ project. The aim of the present work was to evaluate damage evolution under future climate change scenarios, by using different damage evaluation techniques. The tested wave conditions simulated a storm sequence where two water levels (low water and high water) were considered, as well as an increase of the wave height. The water levels and the wave heights were chosen to simulate extreme events forecasted on climate change scenarios. Damage evaluation was based on the traditional counting method and on stereophotogrammetric techniques. Test results are presented in terms of the damage parameter S (Broderick & Ahrens, 1982) and in terms of the percentage of removed armor units. The analysis is focused on the damage progression during the scale model tests, for the imposed storm sequence. The damage presents an oscillating behavior with two main damage areas corresponding to the active zones for each level, due to the variation of the water level between low-water and highwater. This behavior differs significantly from that found for the common storm sequences usually tested, where the water level does not change. Both measuring techniques lead to an intermediate damage of the cross-section breakwater. However, the damage parameter assessment with the stereo-photogrammetric technique allows a more versatile evaluation, since it is possible to characterize damage in representative zones of the cross-section.
Year: 2018
Number Pages:
1855-1870pp.
Author(s): Fortes, C. J. E. M.; Lemos, R.; Mendonça, A. C.; Reis, M. T. L. G. V.
Editor: FURG
Keywords: Stereophotogrammetric techniques; Climate change; Rubble-mound breakwaters; Damage progression
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Capítulo de Livro
Info
Multi-functional artificial reefs for coastal protection
N/A
Year: 2009
Number Pages:
153-210 pp.
Author(s): Voorde, M.; Antunes do Carmo, J.; Neves, M. G.
Editor: Ch. A. Hudspeth, T. E. Reeve
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Tese de Doutoramento
Info
Trapped-mode propagation along irregular coasts
N/A
Year: 1999
Number Pages:
159 p.
Author(s): Santos, J. A.
Info
Probabilistic Assessment of the Safety of Coastal Structures
N/A
Year: 1998
Number Pages:
594 p.
Author(s): Reis, M. T.
Info
Unsteady Nearshore Currents on Longshore Varying Topographies
N/A
Year: 1998
Number Pages:
346 p.
Author(s): Sancho, F. E.
Info
Simulação da agitação irregular. Técnicas matemáticas
N/A
Year: 1973
Author(s): Carvalho, M. M.
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Dissertação de Mestrado
Info
Verificação de Fórmulas para a Evolução da Erosão em Quebra mares de Taludes
N/A
Year: 2010
Number Pages:
128.
Author(s): Lemos, R.
Info
Controlo de um gerador de ondas hidráulicas em canal com absorção activa
Esta dissertação aborda o problema da absorção activa de ondas hidráulicas reflectidas em canal. Para resolver problemas de engenharia costeira é comum os laboratórios de hidráulica marítima recorrerem a ensaios experimentais em modelos físicos. Um dos problemas associados à modelação física de ondas hidráulicas em canal é a presença de ondas re-refletidas. Na natureza o mar constitui uma fronteira aberta que dissipa as ondas reflectidas pela costa, em canal essas ondas reflectidas podem gerar ondas rereflectidas quando incidem na pá do gerador de ondas e se propagam novamente para as estruturas em ensaio. O problema da re-reflexão pode ser mitigado recorrendo à absorção activa, isto é, utilizando em simultâneo o gerador para gerar a onda pretendida e uma onda que cancela a onda re-reflectida. Neste sentido, são estudados e implementados modelos de absorção activa de ondas, utilizando o projecto de filtros digitais não-recursivos. Os filtros processam os sinais provenientes de duas sondas de condutância e sintetizam um sinal que, adicionado ao sinal de referência para o gerador, dá origem ao cancelamento das ondas re-reflectidas. Parte importante do trabalho foi a implementação de um método de absorção activa de ondas, o que requereu a remodelação de uma instalação existente. Para este efeito foi instalado um sistema de geração de ondas hidráulicas com accionamento por motor síncrono de magnetos permanentes controlado em posição, bem como um sistema de aquisição de sinal com capacidade de controlo em tempo real. Foi necessária uma cuidada modelação e identificação da instalação bem como uma adequação do método à dinâmica do actuador e às características específicas do Canal. Entre outras contribuições acham-se o pré-processamento dos sinais de comando, correcções adicionais nos filtros FIR e o desenvolvimento de um simulador para testes preliminares do sistema de controlo. Os resultados indicam que, com uma boa calibração e um controlo adequado, é possível com este método implementado absorver ondas rerefletidas em cerca de 70%.
Year: 2009
Author(s): Guilherme, L.
Keywords: Projecto de filtros fir; Sondas de condutância; Absorção activa; Propagação em canal; Ondas hidráulicas; Geradores electromecânicos de ondas
Info
Um método de elementos finitos para a discretização das equações de BOUSSINESQ
Nesta dissertação é apresentado um modelo de elementos finitos baseado nas equações de Boussinesq estendidas por Nwogu [60], BOUSSiw (versão unidimensional e bidimensional). Trata-se de um modelo especialmente indicado para a propagação de ondas não lineares e dispersivas que permite reproduzir alguns dos processos mais importantes envolvidos na propagação de ondas marítimas em regiões costeiras: a difracção, a refracção, a reflexão, o empolamento, a dispersão de frequência, a dispersão de amplitude e a geração de harmónicas. O modelo utiliza o pacote SPRINT (Berzins e Furzeland [14]) para a integração temporal e o método de Galerkin com uma malha não estruturada de elementos finitos triangulares para a discretização espacial. As condições de fronteira implementadas no modelo são a condição de reflexão total e a condição de radiação associada a uma zona absorvente. O modelo BOUSSiw resultou do aperfeiçoamento do modelo de elementos finitos de propagação de ondas, desenvolvido por Walkley [79]. Foram melhorados, neste trabalho, os aspectos relacionados com as oscilações numéricas, a geração e absorção de ondas no domínio de cálculo e a qualidade das malhas de elementos finitos utilizadas pelo modelo numérico. Assim, efectuou-se, no modelo BOUSSiw, a calibração do parâmetro de difusão artificial no domínio e nas fronteiras absorventes. Estabeleceu-se uma relação entre esse parâmetro de difusão artificial e as características da onda e da malha de elementos finitos. Implementou-se, também, uma nova condição de geração de ondas no interior do domínio por intermédio de uma função fonte (Wei et al. [82]). Esta nova condição de geração permite que as ondas reflectidas possam passar pela zona de geração e sair do domínio sendo absorvidas nas fronteiras absorventes. Para garantir a boa qualidade das malhas e o melhor desempenho do modelo foi desenvolvido um gerador automático de malhas de elementos finitos destinadas a modelos de propagação de ondas em zonas costeiras, designado por GMALHA. As malhas geradas têm refinamento local proporcional ao comprimento de onda e obedecem a critérios de qualidade, tais como: boa adaptabilidade às irregularidades da fronteira, forma dos triângulos o mais próxima possível da equilátera, valência dos nós igual a seis, variação suave do tamanho dos elementos e numeração dos nós da malha de modo a minimizar a largura de banda das matrizes. O desempenho deste gerador de malhas foi avaliado com dois casos de teste reais, observando-se, nestes casos, que a qualidade das malhas é boa e que o refinamento local permite reduzir o número de pontos das malhas e, consequentemente, os tempos de CPU necessários para gerar a própria malha, enquanto a renumeração dos nós permite diminuir a quantidade de memória utilizada pelos modelos numéricos assim como os tempos de CPU necessários para execução dos modelos numéricos. Foram também desenvolvidas interfaces com o utilizador para a construção dos ficheiros de dados e para a obtenção e visualização de resultados, tanto do modelo BOUSSiw como do gerador de malhas GMALHA. O modelo, com as alterações mencionadas foi validado e testado com casos de teste referidos na bibliografia, que simulam a propagação de ondas sobre um canal de profundidade constante (1D e 2D), sobre um quebra-mar submerso (Dingemans [18]) e sobre um baixio elíptico numa praia de inclinação constante (Berkhoff [13]). Finalmente, aplicou-se o modelo BOUSSiw a um caso de teste real: a propagação de ondas na bacia de adução da central termoeléctrica de Sines. Os resultados numéricos obtidos com este modelo foram comparados com os resultados de outros modelos numéricos e/ou experimentais. Em geral, verificou-se que o modelo simulou com precisão a propagação sobre fundos moderadamente inclinados e reproduziu bastante bem os efeitos não lineares (por exemplo, geração de harmónicas ou alterações na forma da onda) na propagação dessas ondas. No entanto, o modelo apresentou limitações em zonas onde os efeitos não lineares são significativos (águas muito pouco profundas), pois baseia-se nas equações de Nwogu que são deduzidas admitindo que os efeitos não lineares são da mesma ordem dos efeitos dispersivos e = O(m 2 ). Observaram-se também algumas oscilações numéricas no cálculo da elevação da superfície livre. Estas oscilações são controladas pelo valor do parâmetro de difusão artificial, o qual deve ser previamente calibrado de modo a não influenciar significativamente a solução numérica. O método da função fonte é eficaz na geração de ondas no interior do domínio de cálculo e, em geral, conduz a resultados numéricos mais próximos dos experimentais do que a geração de ondas na fronteira de entrada do modelo. Com este método, verificou-se também menor ocorrência de instabilidades numéricas. A aplicação do modelo ao caso real de propagação de ondas na bacia de adução da central termoeléctrica de Sines evidenciou capacidades de boa utilização em estudos de engenharia portuária e costeira.
Year: 2007
Author(s): Pinheiro, L.
Keywords: Geração de malhas de elementos finitos; Geração de ondas; Propagação de ondas; Modelo de elementos finitos; Equações de boussinesq
Info
Modelo de elementos finitos para a propagação e deformação de ondas irregulares em zonas costeiras
N/A
Year: 2002
Number Pages:
134 p.
Author(s): Zózimo, A. C.
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Relatório Científico
Info
Summary presentation of the R&D project Integrated harbour navigation control system (NATO Po-Navigation). Documento de divulgação do Projecto NATO Po-Navigation no estrangeiro
N/A
Year: 1995
Author(s): Covas, J. A.
Info
Valores extremos da agitação marítima. Missão a Copenhaga, Dinamarca, para participação na conferência Offshore Mechanics and Arctic Engineering de 19 a 23 de Junho de 1995.
N/A
Year: 1995
Author(s): Capitão, R.
Info
Waterborne user's requirements.
N/A
Year: 1995
Author(s): Covas, J. A.
Info
An integrated harbour navigation control system. NATO Po-Navigation. Adenda ao "Project Plan" proposto ao "Programa Ciência para a Estabilidade. Fase III" da OTAN
N/A
Year: 1994
Author(s): Covas, J. A.
Info
Cais da Calheta, Ilha de S. Jorge - Açores. Memorando
N/A
Year: 1994
Author(s): Silva, L. G.
Info
Ensaios em modelo reduzido de uma protecção marítima aderente.
N/A
Year: 1994
Author(s): Silva, L. G.
Info
Ensaios tridimensionais de estabilidade e galgamentos do molhe de protecção do porto de recreio náutico do porto de Sines.
N/A
Year: 1994
Author(s): Silva, L. G.
Info
Estudo da localização de um terminal de importação de gás natural liquefeito. Análise das condições do porto de Sines. Estudos de agitação marítima.
N/A
Year: 1994
Author(s): Capitão, R.
Info
Estudo da localização de um terminal de importação de gás natural liquefeito. Selecção de locais viáveis. Estudos de agitação marítima.
N/A
Year: 1994
Author(s): Capitão, R.
Info
Ligação da lagoa de Óbidos ao mar - Estudos de agitação marítima.
N/A
Year: 1994
Author(s): Carvalho, M. M.; Capitão, R.; Fortes, C. J. E. M.; Covas, J. A.
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Outro
Info
Relato da missão a Bruxelas (28 a 30 de Outubro de 1998) para participação na 10ª Reunião da Acção Concertada Added Value Services in VTMIS do Programa Comunitário de I&D TRANSPORTS . Relatório efectu
N/A
Year: 1998
Number Pages:
3 p.
Author(s): Covas, J. A.
Info
Short-term stochastic numerical and physical simulation of sea waves - Proposta de Projecto de Investigação apresentada ao Programa PRAXIS XXI, na área científica de Engenharia Civil
N/A
Year: 1998
Number Pages:
53 p.
Author(s): Capitão, R.; Pires Silva, A.; Medina, J. R.; Carvalho, M. M.
Info
Transformações Não-Lineares de Ondas Marítimas em Zonas Costeiras - Proposta de Projecto de Investigação apresentada ao Programa PRAXIS XXI , na área científica de Engenharia Civil
N/A
Year: 1998
Number Pages:
50 p.
Author(s): Covas, J. A.; Fortes, C. J. E. M.
Info
V Programa Quadro da União Europeia. Preparação da discussão dos Programas Específicos. Documento de trabalho da Comissão (COM (97) 553 Final). Grupo de Trabalho 6 Sustainable Mobility and Intermodali
N/A
Year: 1998
Number Pages:
2 p.
Author(s): Covas, J. A.
Info
Valores extremos da agitação marítima no Algarve - Proposta de Projecto de Investigação apresentado ao Programa de Intervenção nos Laboratórios do Estado (MCT-FCT), sub-projecto Valorização e Protecçã
N/A
Year: 1998
Number Pages:
11 p.
Author(s): Carvalho, M. M.; Capitão, R.
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