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In the framework of a research project entitled

Neste trabalho, descreve-se a metodologia desenvolvida para a avaliação do risco associado à ocorrência de galgamentos de estruturas portuárias e costeiras que foi implementada no sistema integrado de apoio à decisão na gestão portuária e costeira, GUIOMAR.Componente básica desta metodologia é a caracterização da agitação marítima incidente no trecho da estrutura em estudo e a estimação dos valores correspondentes do caudal médio galgado por unidade de comprimento do coroamento daquela estrutura. A determinação da agitação marítima é efetuada recorrendo a uma metodologia de acoplamento de modelos numéricos de propagação de ondas, com base em dados de agitação marítima provenientes de bóias ou de modelos regionais de previsão da agitação. O cálculo dos galgamentos é efetuado com recurso a uma ferramenta baseada na análise de redes neuronais.A avaliação simplificada do risco dos galgamentos aqui apresentada resulta da combinação dos valores da probabilidade e das consequências associados à ocorrência de caudais médios galgados que ultrapassam um determinado limiar de caudal galgado. Embora a definição deste limiar dependa das consequências dos galgamentos para a zona em estudo, considera-se apenas um valor para as consequências da ultrapassagem do limiar fixado, sem refletir a expectável variação dos prejuízos com o valor do caudal galgado. A probabilidade de excedência do limiar é determinada calculando o quociente entre o número de estados de agitação marítima incidentes na estrutura em que tal ultrapassagem ocorreu pelo número total de estados de agitação marítima incidentes na zona em estudo.Uma vez obtido o valor do risco é possível representar graficamente o grau de risco e o grau de aceitabilidade desse mesmo risco em cada zona e estrutura estudada. Esta informação é crucial do ponto de vista de planeamento a longo prazo de intervenções em zonas portuárias ou costeiras .Testou-se a metodologia com três trechos distintos de estruturas de proteção costeira ou portuária existentes na baía da Praia da Vitória, Ilha Terceira, Açores, onde se localiza o porto da Praia da Vitória. Os trechos estudados são: a secção do molhe sul do porto que protege diretamente o cais 12, um trecho da proteção marginal da baía diretamente em frente à entrada da baía da Praia da Vitória e o trecho corresponde ao perfil corrente do enraizamento do esporão existente na mesma zona. Em qualquer dos trechos estudados, avaliou-se o risco associado ao galgamento provocado pela agitação marítima incidente, sendo esta caraterizada pelas previsões correspondentes aos anos de 2009 e de 2010.Verificou-se que a metodologia aqui apresentada é simples e eficaz e que pode ser facilmente estendida a outros tipos de risco (navegação, inundação, etc.). Mais ainda, a metodologia agora implementada no sistema GUIOMAR constitui mais um passo e um contributo valioso no sentido de o tornar um sistema mais robusto e eficaz de apoio à gestão portuária e costeira.

This work presents the new developments and the validation of a SmoothedParticle Hydrodynamics (SPH) numerical model used in the NationalLaboratory of Civil Engineering (Laboratório Nacional de Engenharia Civil- LNEC) for studies in coastal engineering processes. Although the modelrequires a high CPU time, it proved to be very promising in the simulationof complex flows, such as the wave-structure interaction and the wavebreaking phenomenon. For the SPH model validation, physical modelingtests were performed in one LNEC

The vortex-induced vibration (VIV) phenomenon has drawn the attention ofresearchers in Engineering for several decades. An example is the riser usedfor petroleum exploration, in which it is subjected to marine flows that maycause oscillations due to vortex shedding. In this paper, numerical analysesof the phenomena that occur in the interaction among flows at low Reynoldsnumbers and elastically mounted cylinders are presented. The simulation iscarried out by using the numerical model Ifeinco that uses a semi-implicittwo-step Taylor-Galerkin method to discretize the Navier-Stokes equationsand the arbitrary Lagrangean-Eulerian formulation to follow the cylindermotion. The rigid body motion description is calculated by using theNewmark method. Firstly, the characteristics of the vortex generationprocess for the fixed cylinder are analyzed. In this case, the Strouhalnumber, the mean drag and the RMS lift coefficients for Reynolds numbersranging from 90 to 140 are shown. Afterwards, an analysis of a flexiblesupported cylinder (with a spring and a damper) in transverse directionsubject to flows with Reynolds numbers ranging from 90 to 140 is carriedout. The cylinder displacement and the vibration frequencies are studied;the synchronization between the vortex shedding and the vibrationfrequency (lock-in) is analyzed. Similar results to the experimental onesdeveloped by Anagnostopoulos and Bearman (1992) were obtained in thisstudy.

Coastal waters are an integral part of the natural environment. Careful planning and management is needed to protect andconserve them, and to ensure that the water supply is useful for a variety of uses.Submarine outfalls for effluent disposal are used to ensure that the water quality is maintained and that the environmental valuesand water uses are protected.Decision on treatment and disposal is based on objectives set by national and international legislation and on coastal and maritimeuses identification.An operational forecast methodology is proposed for the management of submarine outfalls providing information to deal with themarine environment problems and to satisfy needs at different levels for coastal communities.From a management perspective the forecast methodology will support decision making by predicting where a discharged plume islikely to be transported over a few days from its last known location.Short-term forecasts of maritime climate and hydrological conditions along with foreseen effluent characteristics (depending onseasons and population equivalent) of the studied region are used for an accurate estimation of the effluent plume advection anddiffusion processes near the coastline.The operational forecast methodology, continuously evaluating the plume behavior and its relation with the protection perimeter(identified through a coastal usage map), allows the implementation of a precautionary and adjustable management of thesubmarine outfall. Corrective measures (e.g. increase dilution, increase the number of outlets, increase outflow speed) may avoidpossible operational disruptions and minimize potential water quality impacts.To illustrate the application of the procedure, a submarine outfall case study located in the Portuguese coast is analysed.

Neste trabalho é analisado um dispositivo de extração de energia das ondas do tipo coluna de água oscilante sob a ação de ondas regulares de diferentes períodos. São realizadas variações no comprimento submerso da parede frontal e no comprimento da câmara. Para tal é utilizado o código numérico FLUINCO, o qual é baseado nas equações RANS e a discretização é realizada utilizando o método semi-implícito de Taylor-Galerkin de dois passos. Uma formulação lagrangeana-euleriana arbitrária (ALE) é utilizada para permitir a solução de problemas que envolvem movimentos da superfície livre. Alguns resultados são comparados com os obtidos utilizando o programa FLUENT. São apresentados a amplificação (relação entre a altura da onda incidente a e dentro da câmara), distribuição das velocidades e vetores de velocidade.

This paper describes an application of theBoussinesq-type COULWAVE model to study the wavehydrodynamics in the vicinity of a multi-functional artificialreef (MFAR). This reef is under investigation and consists ofa supplementary protection solution for the Leirosa sanddune system located at South of Figueira da Foz, on thePortugueseWest coast. Such installation near the coastline isexpected to contribute to enhance the surfing conditions inthe area, protect the sand dune system in the surroundings ofLeirosa beach, and increase its environmental value.Numerical calculations with the COULWAVE model wereperformed for four test cases, considering two reef geometries(differing in the reef angle) and two incident waveconditions (storm condition and a common wave condition).Comparisons between the results obtained, in terms of waveheights and breaking line positions allow us to assess theinfluence of the reef on the hydrodynamics near the beachand around the reef. Moreover, the reef performance wasanalysed in terms of surfability and coastal protection. Thesurfability parameters (breaker height, Iribarren number andpeel angle) were calculated for each test case using thenumerical wave heights, wave directions and wave breakingpositions. Comparisons of parameters allow characterizingthe most appropriate configuration of the reef to improve thesurfing conditions in the study area. A methodology basedon numerical free surface elevations and horizontal velocitycomponents was developed to calculate wave directions,since this is not a direct output of the COULWAVE model.Concerning coastal protection, analyses of the mean currentsaround the reef were used together with observationsof the velocity cells near the shoreline as an indication of thesediment transport.

The knowledge of wave transformation and breaking characteristics nearcoastline is essential for the nearshore hydrodynamics and the design ofcoastal structures. This paper describes a wide range of wave flume testsperformed at the National Laboratory for Civil Engineering (LNEC),located in Lisbon (Portugal), which main objective was to study waveshoaling and breaking over a set of different gentle slopes for severalincident waves and thus to contribute for a better understand of thehydrodynamics of wave transformation.The experimental conditions, the measurement equipment, the incidentwave characteristics, the type of measurements performed (free surfaceelevation and particle velocity) and the data obtained are described. Timeand spectral analysis based upon the measured data are also performed andpresented. For a regular wave with a period of 1.5s and a height of 0.1m arepresented and discussed the following results: free surface elevation atselected sections along the flume; the spectral analysis; the significant waveheight and average period along the flume; the particle velocity componentsat different locations along the flume; the average, maximum and minimumvalues of the longitudinal component of the velocity along the flume; thetwo dimensional distribution of the three components of the velocity; andlongitudinal velocity component vertical profiles.

Neste trabalho, analisa-se o desempenho do modelo numérico SWAN (Booij et al., 1999) na caracterização da agitação marítima na zona costeira da praia da Amoreira, em Aljezur, Algarve. Para este efeito, efectua-se uma análise comparativa entre as medições de agitação marítima realizadas na Praia da Amoreira e as estimativas produzidas por esse modelo. Assim, partindo dos resultados do modelo regional de previsão da agitação marítima, WAVEWATCH III, Tolman (1999, 2002), para os dias em que foram realizadas as medições in-situ, efectuaram-se cálculos com o modelo SWAN, obtendo-se nos locais de medição valores de altura significativa, período de pico e período médio. A comparação das simulações numéricas com os dados medidos permitiu avaliar o desempenho do modelo numérico e reforçar a confiança que já existia neste modelo na sua utilização em estudos de morfodinâmica e dinâmica costeira.

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O pacote numérico SWAMS permite a caraterização da resposta de navios livres e amarrados sujeitos à ação de ondas, ventos e correntes. São dois os módulos constituintes deste pacote: WAVEPROP, para a geração e propagação de ondas; e MOORNAV para o movimento e forças nos navios.Recentemente, com base neste pacote, foi desenvolvido um sistema de previsão, alerta e avaliação de risco de eventos perigosos associados à navegação em áreas portuárias e ao comportamento dos navios atracados denominado SWAMS_ALERTA.Nesta comunicação, apresentam-se algumas aplicações do pacote SWAMS e do sistema SWAMS_ALERTA, que evidenciam as potencialidades desta ferramenta.Primeiramente descreve-se a aplicação do SWAMS_ALERTA a dois casos de navios amarrados nos portos de Leixões e de Sines, para os quais se avaliou o comportamento dos navios quando neles incidem ondas curtas e longas. Depois, apresenta-se um caso de movimentos induzidos por ondas de esteira.Finalmente, apresenta-se a aplicação deste sistema no porto da praia da Vitória, considerando os movimentos e forças obtidas quando um navio porta-contentores se encontra amarrado ao cais.

The DualSPHysics implementation of Project Chrono is applied to model the hydrodynamics of an oscillating wave surge converter (OWSC) with a hydraulic power takeoff (PTO) mechanism. The Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) model of DualSPHysics is used to model the fluid and Project Chrono

O projeto HYDRALAB+ (H2020-INFRAIA-2014-2015) reúne uma rede de institutos de hidráulica a nível Europeu para o estudo de estratégias de adaptação às alterações climáticas através de estudos experimentais, cujos resultados são essenciais para a calibração e validação de modelos numéricos. O estudo experimental desenvolvido no LNEC, no âmbito do HYDRALAB +, Tarefa 8.2 do RECIPE, com o tema

Esta comunicação apresenta o cálculo das forças atuantes numa ponte-cais para atraque de navios localizada em profundidades intermédias. Estudaram-se diferentes secções transversais que diferem nas suas características geométricas e na respetiva profundidade. Para cada uma delas, foram calculadas as forças através das formulações e através do modelo numérico bidimensional IH2VOF, que resolve as equações de Reynolds-Average-Navier-Stokes com superfície livre. Para a aplicação do modelo foi feito inicialmente um estudo de convergência com a malha para a escolha da discretização da malha mais indicada. Dos resultados obtidos verificou-se que as forças máximas, verticais e horizontais, ocorrem na secção onde a profundidade é maior. Tanto as fórmulas como o modelo IH2VOF apresentam variação das forças com as mesmas tendências ao longo da estrutura, sendo as forças verticais máximas, em geral, significativamente superiores às forças horizontais máximas.

Nesta comunicação, analisa-se, com recurso à modelação física, os movimentos de um navio que de outra forma estaria parado sob a ação das ondas de esteira geradas por outro navio que navega nas imediações do primeiro.Os ensaios em modelo físico reduzido foram realizados num dos tanques do Pavilhão de Hidráulica Marítima do Laboratório Nacional de Engenharia Civil. Nesse tanque, foi colocado um modelo de navio que de outra forma estaria parado, o

Os modelos numéricos baseados nas equações RANS-VoF (Reynolds-Averaged-Navier-Stokes Volume-of-Fluid) têm tido um aumento de popularidade para aplicações em projectos de engenharia costeira e marítima devido ao aumento do recurso computacional e as melhorias numéricas.No entanto, para a correta modelação dos fenómenos envolvidos na interacção ondasestruturas é necessário implementar algoritmos específicos nestes modelos numéricos como os batedores estáticos ou dinâmicos integrando a absorção activa 3D e usando batedores múltiplos e independentes uns dos outros.Apresenta-se, nesta comunicação, o modelo numérico tridimensional RANS-VoF FLUENT® no qual foram implementadas rotinas específicas que permitem modelar um tanque de ondas 3D e analisar as interações complexas onda-estrutura que interessam os projetos de engenharia costeira e marítima. Apresenta-se ainda a aplicação deste modelo ao estudo da interação de ondas com três tipos diferentes de estruturas marítimas: um emissário submarino; um dispositivo de aproveitamento da energia das ondas; e uma parte de uma ponte-cais.

A modelação física em Hidráulica Marítima tem um papel fundamental no apoio aos estudos e projetos de obras marítimas, em especial o que decorre da otimização do seu dimensionamento. Por outro lado, é também uma ferramenta fundamental no desenvolvimento de métodos empíricos e na calibração e/ou validação de modelos numéricos.Na presente comunicação são apresentados exemplos, recentemente desenvolvidos, de casos de estudo de modelação física em que se considera ter havido contributos inovadores em conceitos, equipamentos, técnicas e procedimentos experimentais. Destaca-se também o papel da modelação física como apoio às formulações empíricas e à modelação numérica e são apontados cenários de desenvolvimento para a modelação física de modo a melhor lidar com os problemas das alterações climáticas.

Com vista à verificação da estabilidade da solução estrutural para a 3ª fase do prolongamento do molhe leste do porto de Sines, foram realizados no LNEC ensaios em modelo físico reduzido tridimensional para verificação da estabilidade e galgamento da solução projetada.Nesta comunicação descrevem-se os ensaios realizados no LNEC, onde se procedeu à otimização do projeto, quer no que diz respeito ao modo de colocação dos blocos do manto resistente quer das diferentes densidades de colocação dos blocos, as quais foram sendo adaptadas às diferentes zonas do quebra-mar, consoante a sua solicitação por parte da agitação marítima. Aborda-se ainda a metodologia para a escolha da escala e a sua dependência da tipologia dos blocos adensados a adotar.

Com vista a otimizar a geometria do prolongamento do quebra-mar exterior do Porto de Leixões, bem como a avaliação dos impactes desse prolongamento nas condições de agitação da praia de Matosinhos e na dinâmica sedimentar na vizinhança do porto, revelou-se necessária a realização de três grandes estudos, envolvendo modelação numérica e modelação física. A presente comunicação descreve os estudos realizados, focando-se essencialmente na descrição dos seus objetivos, nas metodologias utilizadas e nos principais resultados obtidos e a forma como estas se refletirão na elaboração dos respetivos Projetos de Execução e Estudo de Impacte Ambiental.

Using physical modelling, the movements of an otherwise motionless ship induced by the wake waves generated by another ship that sails in its vicinity are analyzed.The tests were carried out at one of the wave tanks of the Portuguese Civil Engineering Laboratory (LNEC). The moving ship is a self-propelled scale model of the

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