Publications

The availability of clean energy of wind waves is enough to meet current demand of the world, attracting researches to find devices with good performance to extract this type of energy. The oscillating water column converter is a type of device that has been extensively studied for this purpose. This paper describes a numerical analysis of an onshore oscillating water column device taking into account hydrodynamic and aerodynamic coupling, performance curves of the turbine and air pressure control by a relief valve. The numerical analyses are carried out by the Fluinco model, based on slightly compressible flow method to solve the Navier-Stokes equations, and employing the two-step semi-implicit Taylor-Galerkin method. The aerodynamic model is based on the first law of thermodynamics applied to the air column inside the chamber and on turbines similar to Pico

O conhecimento dos esforços resultantes da interacção de uma onda com um quebra-mar verticaltorna-se essencial no dimensionamento deste tipo de estruturas. No presente trabalho, o modelo numérico SPHyCE, baseado numa metodologia de tipo SPH - Smoothed Particle Hydrodynamics, é utilizado para o cálculo das forças num quebra-mar vertical. Para analisar a evolução das forças de impacto foram consideradas várias condições de profundidade no pé da estrutura e de altura de onda incidente abrangendo diferentes regimes de forças. A comparação dos resultados do modelo numérico com os das formulações empíricas permitiu verificar que as forças previstas são semelhantes para os casos de regime de onda parcialmente estacionária. No entanto, para o regime de forças de impacto, existem diferenças que se devem a diversos factores: i) a rebentação da onda no modelo SPHyCE pode não corresponder necessariamente à forma de rebentação prevista nas formulações empíricas; ii) no caso da rebentação com aprisionamento de ar, cuja influência no valor das forças é relevante, o modelo numérico atinge o seu limite de aplicação, pois não integra o ar e não existem formulações aplicáveis; iii) as formulações empíricas aplicáveis com rebentação dão valores claramente por excesso.

Tanto el perfil como la forma en planta de las playas fluviales vienen establecidos por numerosos factoresentre los que cabría destacar las características del sedimento y la dirección y módulo de la velocidad de la corriente en el río. Sin embargo, en ciertos casos, lejos incluso de su estuario o desembocadura, esta morfología puede estar determinada principalmente por la incidencia del oleaje pese a no tratarse de un entorno marítimo.Se presenta aquí una metodología cualitativa que nos permitirá reconocer los aspectos que influyen en la existencia de este tipo de morfologías. Para ello, se estudiará un caso particular, el de la playa de La Concordia ubicada en la margen izquierda del río Uruguay a 70 km de su desembocadura en el estuario del Rio de la Plata. Asimismo se analizará la forma en planta y se verificará que la misma está determinada por la acción del oleaje.

Three submerged coastal structures on the sandy seabed at SantaMaria delMar (SMM) Beach in Southwest Spain were monitored during the sixmonths after installation, starting inNovember of 2005. The monitoring evaluated the self-burial phenomenon of the 40 precast modular concrete elements of the three structures. Assessment included scouring around the structures, their vertical movement, the sinking velocity of the modules and the resulting beach profiles. Pressure sensors and precision topographies permitted continuous monitoring of the self-burial process for the first time in a full-scale case. Comparison of two bathymetries (one performed immediately prior to installation and another performed six months after installation) indicated slight accretion of the seabed,whereas intermediate topographic surveys indicated extensive scouring around the structures. The three structures began sinking into the sandy bottomplatform immediately after placement and continued until they reached the rocky bottom. This study implemented a new methodology using pressure sensors attached to the concrete modules to monitor the structural sinking. Unexpectedly, the average sinking speed was extremely rapid at approximately 3

The effects ofwave steepness andwave breaking on the stability of wave-dissipating blocks placed on caisson breakwaters are examined by hydraulic experiments under conditions with and without wave breaking. It is confirmed that there is a clear dependence of the block stability on the wave steepness through the wave-breaking type, such as plunging and spilling breakers. The stability parameter in thespilling breaker case is larger than that in the plunging breaker case. For non-breaking wave conditions, there is no effect of the wave steepness. An empirical stability formula is proposed taking into account the effects of the wave steepness and the wave-breaking type. Finally, by using the stability formula, failure probabilities of the wave-dissipating blocks having a nominal diameter are evaluated by the first-orderreliability method of the Level II reliability analysis.

This paper describes recent advances on maritime structures

This paper presents the numerical simulations done by using the waves2Foam, an OpenFOAM® library, to simulate the propagation of regular waves without breaking in a three-dimensional flume. The numerical code solves the unsteady Navier-Stokes equations and uses a Volume-of-Fluid (VoF) method to identify the free surface. A regular incident wave with a 1.5s period and 0.1m wave height, was considered. This is one of the conditions from the wide range of wave flume tests conducted at the National Laboratory for Civil Engineering (LNEC) whose objective was to analyze the hydrodynamics of wave transformation and wave breaking for different incident conditions over a variable bathymetry. Comparisons are made between the numerical and the experimental results. These comparisons include time-series of wave-gauges records at several locations along the flume and the corresponding amplitude spectra; significant wave height and average period evolution along the flume; time-series of the velocity components at one section of the flume, measured at the middle of the water column; and hodograph representation of the velocity components, in the middle of the water column, in the xy, xz, and yz planes along the flume. It was found that the numerical results obtained are close to the experimental data. The observed differences are attributable to numerical inaccuracies as well as the differences between the wave generation method in the numerical and experimental tests.

Neste artigo, apresenta-se uma breve descrição do papel da modelação física no apoio ao projeto de obras marítimas, seguida de um exemplo de ensaios realizados no âmbito da ampliação do porto de pesca de Rabo de Peixe, São Miguel

Descrevem-se os procedimentos para avaliar o caudal médio galgado sobre um trecho de um quebra-mar de taludesa partir das caraterísticas da agitação marítima incidente no mesmo trecho. Apresenta-se uma metodologia paraestimação de valores extremos daquele caudal, partindo das séries temporais da mesma variável, e ilustram-se essesprocedimentos num trecho do molhe oeste do porto de Sines que protege o posto 2 do terminal de granéis líquidos daação da agitação marítima. Este regime de extremos do caudal médio galgado é fundamental para a avaliação do riscode ocorrência de galgamentos não admissíveis no posto 2.

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.

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.

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.

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).

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 (1979

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.

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.

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.

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.

This paper analyses the influence of water depth and speed variation in the hydrodynamic interaction between a navigating ship and a stationary one, using physical and numerical modelling. The passing 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

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A