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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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Measuring armour layer damage in rubble-mound breakwaters under oblique wave incidence
This paper presents a set of scale-model tests carried out to extend the range of wave steepness values analyzed in wave run-up, overtopping and armour layer stability studies, focusing on oblique extreme wave conditions and on their effects on a gently sloping breakwater trunk armour and roundhead. A stretch of a rubble-mound breakwater (head and part of the adjoining trunk, with a slope of 1(V):2(H)) was built in a wave basin at the Leibnitz Universität Hannover to assess, under extreme wave conditions (wave steepness of 0.055) with different incident wave angles (from 40º to 90º), the structure behaviour in what concerns wave run-up, wave overtopping and damage progression of the armour layers, composed by rock and Antifer cubes. Non-intrusive methodologies were used for the assessment of armour layer damage evolution, including a laser scanning technique, stereo photogrammetry and a Kinect© motion sensor. The aim of the present work is to characterize damage evolution, based upon surveys carried out with the Kinect© motion sensor, for 4 of the 11 test series conducted during the test program.
Year: 2019
Number Pages:
295-305pp.
Author(s): Lemos, R.; Reis, M. T. L. G. V.; Fortes, C. J. E. M.; Peña, E.; Sande, J.; Figuero, A.; Alvarellos, A.; Laiño, E.; Santos, J. A.; Kerpen, N.B.
Editor: Hydraulic Engineering Repository
Keywords: Large scale experiments; Measuring techniques; Surveying; Stability; Coastal Structure
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Modelling wave propagation over vegetation fields with SWASH
The ultimate goal of applying SWASH in the present work is to compare SWASH wave height results with laboratory results presented in Løvås (2000) and with field observations of Vo-Luong and Massel (2008) as well. Additionally, SWASH results will be also compared to the ones previously obtained by other empirical and numerical models (Mendez and Losada, 2004; Suzuki et al., 2012). Preliminary SWASH wave height simulations for breaking random waves over vegetation have shown an overall good agreement to the flume data presented in Løvås (2000). The agreement between SWASH and flume results looked worst at the wave breaking zone, which seems to be improved through a better wave breaking parametrization.
Year: 2019
Number Pages:
2p.
Author(s): Reis, R.; Pires Silva, A.; Fortes, C. J. E. M.; Suzuki , T.
Editor: APRH
Keywords: Wave dissipation; SWASH model; Vegetation; Wave propagation
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Physical modelling of wave-induced plant drag coefficient
Most of the previous studies on wave propagation over vegetation fields estimated drag coefficients (CD) for rigid and flexible plants by the so called calibration method which gave similar CD for both types of plants. However, CD may actually be considerably different when the drag force is directly measured. In order to investigate the wave dissipation and CD further, flume experiments for wave propagation over vegetation are conducted with a special focus on the benchmark single cylinder test that calculates CD by direct measurements in single rigid and flexible artificial plants.
Year: 2019
Number Pages:
45-46pp.
Author(s): Reis, R.; Suzuki , T.; LUBBERS, B.; Fortes, C. J. E. M.; Pires Silva, A.
Editor: FCUL
Keywords: Flume experiments; Wave propagation; Plant flexibility; Vegetation
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Projeto BSAFE4SEA - controlo da segurança de quebra-mares através da análise de um sistema de previsão e apoio à decisão: desenvolvimentos iniciais
O projeto BSafe4Sea visa desenvolver, testar e comprovar o conceito de previsão do comportamento estrutural de quebra-mares de talude como a base de um sistema inovador de apoio à decisão. A utilização de fotografias aéreas obtidas com veículos aéreos não tripulados, de vídeo e de posicionamento com GNSS, juntamente com a avaliação probabilística do comportamento dos quebra-mares baseada em modelos físicos e numéricos, apoiarão o planeamento e a priorização de trabalhos de manutenção e reparação, aumentando a segurança, funcionalidade e resiliência destas obras. Este sistema é urgente devido à sua relevância para as modernas redes de transporte de mercadorias e passageiros e às condições extremas a que os quebra-mares estão sujeitos, e que se poderão agravar devido às alterações climáticas.
Year: 2019
Number Pages:
5p.
Author(s): Reis, M. T. L. G. V.; Fortes, C. J. E. M.; Capitão, R.; Henriques, M. J.; Silva, H.; Andriolo, U.; Soares, F.; Santos, J. A.; Neves, M. G.; Lemos, R.; Mendonça, A. C.; Pinheiro, L.; Lima, J. N.; Peña,
Editor: APRH
Keywords: Apoio à decisão; Previsão; Dano; Quebra-mares de talude; BSafe4Sea
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Recent advances in LNEC´s monitoring of maritime works in Portugal
This paper describes a programme under the responsibility of LNEC for the systematic observation and monitoring of maritime works that has successfully been applied to an extensive number of maritime structures on the Portuguese mainland coast and abroad. The now-called OSOM+ programme comprises the following four main components for each structure: periodic visual inspections by an experienced technician; periodic aerial inspections with a UAV/drone; a ANOSOM-GIS database, to store and/or query obtained information on the observation campaigns, as well as to diagnose present, evolution and risk conditions of the structure; a mobile, portable, application, for real-time input and visualization of the database information. This recently updated methodology encompasses a number of tools and functionalities that are illustrated in this paper with applications to a real case, the Faro-Olhãos entrance breakwaters, in the south coast of Portugal.
Year: 2019
Number Pages:
207-219pp.
Author(s): Capitão, R.; Lemos, R.; Fortes, C. J. E. M.; Henriques, M. J.
Editor: ISEP
Keywords: Maritime works; Aerial surveys; Systematic monotoring program
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Risk forecast system for a moored ferry ship in S. Roque do Pico port
In this paper, the development of such system, called SWAMS ALERT, is detailed and an illustration on how it applies to a real port is presented, namely the port of S. Roque do Pico. SWAMS ALERT is as risk forecast and management system for the safety of transiting ships and moored ships in ports and harbors. This system can be fine-tuned to a specific port, thus becoming a valuable tool to help in the selection of docking and mooring devices. SWAMS ALERT extends the functionality of the wave overtopping events forecast system HIDRALERTA to include the ships safety related events. It was first tailored to the Praia da Vitória Port and is now being developed for the ports of S. Roque do Pico, Madalena do Pico.
Year: 2019
Number Pages:
86-91pp.
Author(s): Pinheiro, L.; Fortes, C. J. E. M.; Reis, M. T. L. G. V.; Poseiro, P.
Editor: EdiBios
Keywords: Alert system; Moored ships; Forecast system
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Sines breakwater harbour: the OSOM+ monitoring program
Since 1986, the National Laboratory for Civil Engineering (LNEC) has developed a program for Systematic Observation of Maritime Works (OSOM) for the structures under the responsibility of the former Port and Maritime Transport Institute (IPTM).The objective of this program is to monitor the behavior of the structures and recommend timely interventions for their maintenance and/or repair. Recently, with the acquisition by LNEC of an unmanned aerial vehicle (UAV, or drone), a number of structural surveys have been carried out to complement the information obtained in above mentioned visual observation campaigns. The UAV provides more detailed and accurate information on the state of the structures. It also allows the assessment of the evolution of structures envelopes, as well as the production of representative profiles of the more problematic zones of such structures. On the other hand, the migration of the existing ANOSOM database to a WEB-based online platform was carried out, with a mobile app which assists the visual campaigns while also giving online access to all the information related to each maritime structure. All these new capabilities are now part of the so-called OSOM+, which methodologies will be described in this paper, with the study case of Sines breakwater harbours. The new features of OSOM+ described in this paper clearly contribute to a better and more efficient program of systematic observation of maritime works. Periodic visual observation campaigns complemented with drone observations allow a sounder determination of the Current, Evolution and Risk States of the structures and a more complete feeding of the ANOSOM_WEB database. During campaigns, the use of the mobile application in situ also streamlines the process. In the end, both the provider of this information (LNEC) and the end-users, namely Port Authority Administrations, benefit from a more accurate information on the state of the structures in a predominantly quantitative nature.
Year: 2019
Number Pages:
146-151pp.
Author(s): Fortes, C. J. E. M.; Capitão, R.; Lemos, R.; Neves, M. G.; Silva, L. G.; Henriques, M. J.; Martins, T.
Editor: EdiBios
Keywords: Harbour; Sines; OSOM+
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Sistema de previsão, alerta e gestão de risco de galgamentos nos portos de Praia da Vitória, S. Roque do Pico e Madalena do Pico, Açores
Neste artigo descreve-se o trabalho desenvolvido, até ao presente na construção, desenvolvimento e implementação dos 2 novos protótipos do sistema HIDRALERTA para os portos da Madalena do Pico e de S. Roque do Pico, ambos na Ilha do Pico, Açores. Este sistema permite a previsão e alerta de situações de emergência relacionadas com agitação marítima, galgamentos, inundações.
Year: 2019
Number Pages:
4p.
Author(s): Fortes, C. J. E. M.; Reis, M. T. L. G. V.; Pinheiro, L.; Mendonça, A. C.; Poseiro, P.; Barateiro, J.; Serrazina, V.; SALVADOR, M.; Reis, F.; Azevedo, E. B.
Editor: APRH
Keywords: Porto da Praia da Vitória; Porto da Madalena do Pico; Porto de S. Roque do Pico; Estruturas marítimas; Zonas portuárias; Galgamentos; Sistema de previsão e alerta
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Three-dimensional surface models of breakwaters, obtained from drone surveys. From the prothotype to the laboratory
The recent acquisition of an UAV (Unmanned Aerial Vehicle), or drone, has enriched ongoing LNECs Systematic Observation of Maritime Works program (OSOM+) making it possible to use aerial photographic surveys along traditional information obtained in terrestrial visual observation campaigns. Actually, by making use of three-dimensional models of the breakwater provided by the drone, this new information allows a more detailed, qualitative analysis of the condition of the structures, namely a comparative analysis between surveys, regarding eroded volumes and damage progression between campaigns. Also, the same methodology may be adapted to be used in laboratory, for three-dimensional physical scale models of breakwaters, as the ones conducted at LNEC. Also here, the main goal is to obtain envelopes and profiles of the breakwater, allowing the evaluation of the eroded volume and area, of the eroded depth and of the non-dimensional damage parameter. The objective of this paper is therefore to present the capabilities of the surveys obtained by drone both in situ and in laboratory, based on the experience gained outside. To illustrate the methodology, results from the comparison between two surveys of Ericeira's breakwater conducted in 2013 and in 2018, as well as results on the comparison between profiles from a survey conducted on a three-dimensional physical scale model of a breakwater (Leixões) will be shown in this paper.
Year: 2019
Number Pages:
12p.
Author(s): Lemos, R.; Henriques, M.; Capitão, R.; Fortes, C. J. E. M.
Editor: ISEP
Keywords: Drone surveys; Breakwaters; Surface models
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Análise da influência da variação da profundidade na interação entre dois navios
Nesta comunicação analisa-se a influência da variação da profundidade na interação hidrodinâmica entre dois navios, um estacionário e outro navegando na vizinhança, com recurso à modelação física e numérica. O navio em movimento é um modelo autopropulsionado à escala do navio de transporte de produtos químicos Aurora, sendo o navio estacionário um modelo à escala do navio tanque Esso Osaka. Foram realizados testes para várias velocidades do Aurora e para diferentes profundidades. Através dos dados obtidos foi feita a caraterização das ondas de esteira geradas pelo Aurora e dos movimentos induzidos no Esso Osaka. Estes movimentos foram comparados com os resultados obtidos com o pacote numérico SWAMS, que simula os movimentos de um navio (amarrado ou livre) sujeito à ação de ondas, ventos e correntes. As séries temporais das ondas de esteira geradas pelo Aurora foram utilizadas para definir as ondas incidentes no pacote numérico SWAMS. Analisou-se a influência da profundidade da água nos movimentos do navio, para os resultados físicos e numéricos.
Year: 2018
Number Pages:
14p.
Author(s): Pedro, F.; Santos, J. A.; Pinheiro, L.; Fortes, C. J. E. M.; Hinostroza , M.
Editor: APRH
Keywords: Movimentos de navios; Interação navio-navio; Modelo numérico; Modelo físico; Ondas de esteira
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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.
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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
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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
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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
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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.
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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
Propagação de grupos de ondas e ondas de longo período na costa
N/A
Year: 1999
Number Pages:
29 p.
Author(s): Santos, J. A.; Neves, M. G.
Info
Relato da missão a Bruxelas (6 a 8 de Abril de 1999) para participação na 11ª Reunião da Acção Concertada Added Value Services in VTMIS do Programa Comunitário de I&D TRANSPORTS
N/A
Year: 1999
Number Pages:
4 p.
Author(s): Covas, J. A.
Info
Relato da missão a Paris (20 a 22 de Outubro de 1999) para participação no Workshop final e na 13ª Reunião da Acção Concertada Added Value Services in VTMIS do Programa Comunitário de I&D TRANSPORTS
N/A
Year: 1999
Number Pages:
7 p.
Author(s): Covas, J. A.
Info
Relato da missão a Warnemünde (9 a 11 de Junho de 1999) para participação na 12ª Reunião da Acção Concertada Added Value Services in VTMIS do Programa Comunitário de I&D TRANSPORTS
N/A
Year: 1999
Number Pages:
4 p.
Author(s): Covas, J. A.
Info
Short-term stochastic simulation of sea waves
N/A
Year: 1999
Author(s): Capitão, R.; Pires Silva, A.; Medina, J. R.; Carvalho, M. M.
Info
SPANWAVE II: Wave-Induced Turbulence and Undertow over Barred Beaches
N/A
Year: 1999
Number Pages:
15 p.
Author(s): Sancho, F. E.; Tomasicchio, G.; Carmo, J. A.; Damiani, L.
Info
A Revista "Recursos Hídricos". 20 Anos da Associação Portuguesa de Recursos Hídricos (1977-1997)
N/A
Year: 1998
Author(s): Marcos Rita, M.
Info
Emissários Submarinos na Costa Portuguesa - Proposta de Projecto de Investigação apresentado ao Programa de Intervenção nos Laboratórios do Estado (MCT-FCT), sub-projecto Valorização e Protecção da Zo
N/A
Year: 1998
Number Pages:
9 p.
Author(s): Covas, J. A.; Carvalho, R. M. G.; Marcos Rita, M.; Sancho, F. E.
Info
Modelo Matemático de Propagação e Deformação de Ondas Marítimas em Zonas Costeiras - Proposta de Projecto de Investigação apresentado ao Programa de Intervenção nos Laboratórios do Estado (MCT-FCT), s
N/A
Year: 1998
Number Pages:
9 p.
Author(s): Covas, J. A.; Fortes, C. J. E. M.
Info
Relato da missão a Bruxelas (24 a 26 de Março de 1998) para participação na 8ª Reunião da Acção Concertada Added Value Services in VTMIS do Programa Comunitário de I&D TRANSPORTS . Relatório efectuado
N/A
Year: 1998
Number Pages:
4 p.
Author(s): Covas, J. A.
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