Publications

Uma das principais aplicações da caracterização da reflexão em hidráulica marítima através decoeficientes está associada aos modelos numéricos de propagação da agitação, queconstituem ferramenta fundamental para a modelação e previsão dos fenómenos físicosrelevantes na zona costeira. Todavia, a sua utilização ainda apresenta limitações,nomeadamente na definição dos parâmetros necessários para a caracterização das estruturase respectivas condições de fronteira.Na modelação da propagação de ondas em águas pouco profundas, surge a necessidade dequantificar com rigor os parâmetros de reflexão nas fronteiras do domínio, uma vez que estescondicionam as soluções estudadas.Neste trabalho, procede-se à avaliação do desempenho de várias formulações apropriadaspara quantificar a reflexão nas fronteiras duma bacia portuária da costa portuguesa

N/A

Resumo: Nesta comunicação são aplicados dois modelos numéricos baseados em equações do tipo Boussinesq, BOUSSiiw [12] e COULWAVE [9], na simulação da propagação de ondas sobre um baixio esférico localizado num fundo de profundidade constante (Chawla [5]). A propagação de ondas ao longo desta topografia envolve diversos fenómenos físicos, nomeadamente, o empolamento, a refracção, a difracção, e a dispersão não-linear. Por isso, constitui um óptimo teste para a validação e comparação dos modelos aqui apresentados. Este estudo foi conduzido experimentalmente por Chawla [5]. Os resultados numéricos de ambos os modelos são comparados com os resultados experimentais. Avalia-se assim o desempenho dos modelos numéricos.

N/A

Resumo. O modelo COULWAVE, Lynett e Liu [8] permite reproduzir a maioria dosfenómenos intervenientes na transformação da onda em fundos de profundidade variável e napresença de corrente, tais como o empolamento (linear e não linear), a difracção, a refracçãopelo fundo e devida às correntes, a dispersão de frequência e de amplitude, o espraiamento(run-up) e a dissipação de energia por rebentação da onda. É baseado nas equaçõescompletamente não-lineares e dispersivas de Boussinesq deduzidas a partir da integração emprofundidade das equações de continuidade e movimento, utilizando o conceito de camadasmúltiplas (multi-layer). Foram introduzidos termos adicionais nas equações de modo a ter emconta o atrito de fundo, a rebentação de ondas, a geração de ondas no interior do domínio.Na simulação da hidrodinâmica da zona de rebentação, a dissipação de energia devido àrebentação é tratada através da inclusão de termos de viscosidade turbulenta nas equaçõesde conservação da quantidade de movimento.Nesta comunicação, avalia-se o desempenho do modelo COULWAVE na simulação darebentação de ondas sobre um perfil barra-fossa, caso de teste estudado experimentalmentepor Okamoto e Fortes [14]. Mais concretamente, é efectuado um estudo de sensibilidade dosresultados numéricos à variação dos critérios de rebentação (início, fim, duração) incluídosno modelo, para quatro condições de ensaio distintas. Os resultados numéricos sãocomparados com os experimentais, em termos dos valores de altura de onda, ao longo docanal. Deste modo, são definidos os critérios de rebentação mais adequados para este tipo debatimetria e condições de agitação ensaiadas e avaliadas as potencialidades e limitações domodelo numérico.

COULWAVE, na simulação da propagação de ondas sobre uma praia de inclinaçãoconstante que termina numa estrutura de protecção marginal. Mais concretamente,pretende-se avaliar o comportamento do modelo numérico na simulação dos fenómenos derebentação e do espraiamento (run-up) sobre a estrutura. As simulações numéricas foramcomparadas com medições obtidas em ensaios em modelo físico bidimensional realizados noLNEC, no âmbito do projecto europeu HYDRALAB-CoMIBBS. Foram comparados osresultados experimentais e numéricos, em termos da elevação da superfície livre, dos valoresdas alturas de onda média quadrática, Hrms, dos valores da altura de onda na rebentação esua localização, bem como do espraiamento sobre a estrutura. Foi ainda feita a análiseespectral da série de valores da elevação da superfície livre visando o estudo de fenómenosde geração de harmónicas ao longo do canal. Pretende-se, assim, avaliar as potencialidadese limitações deste modelo numérico.

coastline appear to entail some disadvantages. An innovative and interesting way of protecting a local coastal zoneby means of multifunctional artificial reefs avoids some of them. A multifunctional artificial reef is a submergedbreakwater which, besides helping to protect the local coastline, can have other purposes; in particular it may enhancethe surfing possibilities and the environmental value of the local area. The structure has several positive side effects:first, it provides an unimpaired visual amenity; second, it offers tourist and economic benefits by improving the surfingconditions. A preliminary design, achieved step-by-step, is proposed for a multifunctional artificial reef making use ofthe theory and state of the art multifunctional artificial reef design, a preliminary design, achieved step-by-step, apriliminary design is proposed. The proposed reef geometry, together with numerical and physical tests, allows theanalysis of a multifunctional reef breakwater designed to protect a stretch of the northwestern coast of Portugal.Taking into account the condition that the proposed geometry will only function properly on a sea slope bottom ofless than 1 : 50, the main choices are as follows: the upper part of the structure is delta shaped with an angle of 66and a side slope of 1 : 10, and the lower part consists of a platform whose slopes are as steep as possible. The positionof the reef should be such that the distance from the apex of the structure to the undisturbed shoreline is greaterthan 1.5 times the natural surf zone width.

Os tsunamis são talvez a única catástrofe natural capaz de causar destruição em zonas costeiras afastadas milhares de quilómetros da zona fonte. Eles podem causar perturbações significativas nas actividades portuárias devido a movimentos excessivos dos navios amarrados no seu posto de acostagem excitados por movimentos da superfície livre que podem ser quase imperceptíveis. Neste caso, o que importa é a gama de frequências presente nas forças de excitação actuantes no navio conter, ou não, as frequências próprias dominantes do conjunto navio/sistema de amarração. Para a maioria dos navios de carga estas frequências são mais baixas do que as associadas às da agitação marítima gerada pelo vento. Nesta comunicação revêem-se os tsunamis registados ao longo da costa portuguesa no século XX e apresenta-se o Sistema Nacional de Alerta contra Tsunamis (SNAT). Descreve-se também o projecto de investigação em curso para desenvolvimento de uma ferramenta integrada capaz de avaliar os efeitos de tsunamis em navios amarrados no interior de portos e de um procedimento para incorporar esses efeitos no SNAT.

Os recifes artificiais para surf são estruturas submersas que têm como objectivo melhorar ascondições de surf, promovendo um determinado tipo de rebentação, podendo ainda, em algunscasos, servir como estruturas de protecção costeira e proporcionando um habitat protegidopara espécies marinhas.No presente trabalho apresenta-se o estudo em modelo físico, realizado no LNEC, dapropagação de ondas sobre uma secção transversal de um recife artificial. Foram consideradastrês geometrias para o recife (estrutura impermeável com geometria alta e baixa e estrutura dematerial geotêxtil com geometria baixa) e diferentes condições de agitação, de modo a avaliara sua influência nas condições de rebentação geradas sobre o recife. Foram obtidos registosda variação da superfície livre ao longo do canal, assim como vídeos e fotografias, paraverificação das características da rebentação. Observa-se que o tipo de rebentação nas trêsestruturas é semelhante, variando, no entanto, a posição da rebentação.

Nesta comunicação, é efectuado um estudo de ressonância portuária na bacia deadução de Sines. Este estudo compreende uma componente numérica, na qual se determinamas curvas de resposta em pontos no interior do domínio recorrendo ao modelo numéricoDREAMS. Estas curvas são efectuadas considerando dois níveis de maré diferentes e duasdirecções distintas da ondulação incidente. Por outro lado, compreende também a análiseespectral de medições efectuadas in situ no período de 18 a 19 de Janeiro de 2009, com vistaà verificação dos períodos de ressonância durante um evento onde se verificou agitaçãoexcessiva no interior da bacia. Os resultados numéricos obtidos são comparados com dados decampo e discutidos.

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

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A