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In Portugal, emergency situations caused by sea waves are common, and usually have serious consequences for the economy and society. It is thus crucial to implement an early warning system to forecast the occurrence of these situations in relation to wave overtopping and flooding events in coastal/port areas. The European Framework Directive 2007/60/EC of 23 October 2007 recommended the development of risk maps and flood risk management plans, including the establishment of systems for forecasting and early warning. The national and local authorities need to implement short-term/emergency measures to prevent the loss of lives and reduce economic and environmental damage.

Nesta comunicação, descrevem-se os ensaios em modelo físico realizados com o objetivo de caracterizar o campo de ondas em torno de um navio livre, quando sujeito a condições de agitação incidente regular e irregular. Estes dados são especialmente importantes para a validação de modelos numéricos de caracterização da resposta de navios à ação da agitação incidente. Assim, para cada condição de agitação incidente, efetuaram-se medições da elevação da superfície livre e das componentes da velocidade em diversos pontos em redor do navio. Apresentam-se as seguintes análises dos dados experimentais: análise temporal e espetral (espetro de energia e wavelets) dos valores de elevação da superfície livre e análise temporal da velocidade das partículas, a meio da coluna de água. A análise temporal e espetral de cada série de medições obtida permitem a caracterização da agitação nos pontos em redor do navio, em termos de alturas, períodos e velocidade. Avalia-se também a influência do navio nas características da agitação.

Este artigo apresenta os resultados da aplicação do modelo numérico Simulating Waves Nearshore SWAN) com análises comparativas das medidas obtidas a partir dos resultados de modelagem e de edições durante as campanhas de campo em 2010 e 2012 no Litoral Setentrional do Rio Grande do Norte (NE do Brasil). O objetivo principal do presente estudo foi aplicar e validar o modelo numérico SWAN na determinação do clima de ondas, avaliar seus pontos fortes e limitações para a região de interesse. Os dados de campo realizados em dois pontos próximo da costa em profundidades de 3 m (PT_1) e 6 m (PT_2) por meio do uso de dois adcp: AWAC e AQUADOPP. Os dados adquiridos com estes equipamentos foram processados e permitiram a realização de análises espectrais de altura signifi cativa, HS (m), período médio, Tmed (s), e direção média, DIR (º). Para a implementação do modelo SWAN foram empregados para as condições de contorno os dados de agitação a partir do modelo de 3ª geração de escala oceânica Wavewatch III. Para o refi namento e aplicabilidade do modelo, foram introduzidos dados de ventos e maré locais, corrigidos com base no Manual de Engenharia Costeira (CEM), permitindo assim, melhor ajuste dos resultados da modelagem. O domínio de cálculo foi referenciado para as imensões da carta náutica 720, com três malhas regulares de diferentes dimensões e resolução: externa, intermediária e interna, sendo esta última, utilizada para fornecer os parâmetros de propagação da onda ao longo da costa. As confi gurações usadas para o SWAN foram as padrões em modo estacionário, com as formulações KOMEN, a dissipação devido à rebentação induzida pelo fundo com atrito de fundo usando a formulação JONSWAP com coefi ciente de atrito

Wave energy extraction in coastal regions may be an excellent alternative due to the increase in global demand for renewable energy. The viability study of this extraction depends on the evaluation of the wave energy potential that is higher in regions located in high latitudes. Therefore, this study shows evaluation and characterization of wave energy in the south of Brazil. Numerical simulations were carried out by the Mike 21 SW spectral model which was calibrated and validated in the region measurement campaigns. Annual, seasonal and monthly means and the temporal variability of the wave energy potential in a 10-year wave hindcast were analyzed offshore and nearshore. Annual mean fluxes in three points nearshore had similar values; the highest one was 6.7 kW/m, while the wave energy flux offshore was 22.3 kW/m. The refraction and the bottom friction dissipation were responsible for the wave attenuation from offshore to nearshore and, consequently, for the decrease in wave energy. The annual, seasonal and monthly variabilities of wave energy fluxes were moderate offshore and high nearshore. A directional analysis showed that the dominant wave directions were S and NE offshore whereas they were SSE and E nearshore.

No presente trabalho descreve-se a aplicação de uma metodologia para avaliação das consequências do galgamento no porto de Ponta Delgada, S. Miguel, Açores, recorrendo a uma análise multicritério (Processo de Análise Hierárquica, AHP) do impacto da ocorrência de galgamentos superiores aos limites admissíveis. Esta metodologia permite obter resultados baseados numa análise espacial dos indicadores que caraterizam a zona portuária em estudo, no que diz respeito à sua importância relativa.

This paper describes the analysis of the propagation of regular and irregular waves in a flume by using Fluent® model, which is based on the Navier-Stokes (NS) equations and employs the finite volume method and the Volume of Fluid (VoF) technique to deal with two-phase flows (air and water). At the end of the flume, a numerical beach is used to suppress wave reflections. The methodology consists of adding a damping sink term to the momentum equation. In this study, this term is calibrated for three cases of regular incident waves (H = 1 m, T = 5, 7.5, and 12 s) by varying the linear and quadratic damping coefficients of the formulation. In general, while lower values of damping coefficients cause residuals on the free surface elevation due to wave interactions with the outlet boundary, reflection occurs on the numerical beach when higher values are used. A range of optimal damping coefficients are found considering one of them null. In one of these cases, temporal series of free surface elevation are compared with theoretical ones and very good agreement is reached. Afterwards, an irregular wave propagation, characterized by a JONSWAP spectrum, is investigated. Several gauges along the flume are evaluated and good agreement between the spectrum obtained numerically and the ones imposed at beginning of the flume is verified. This study shows the capacity of NS models, such as Fluent®, to simulate adequately regular and irregular wave propagations in a flume with numerical beach to avoid reflections.

Scale-model tests are usually required to evaluate the hydraulic and structural behavior of proposed rubble-mound breakwater designs. In order to speed up and ease the armor layer damage assessment, we developed a technique based on stereo photogrammetry. A key feature of this technique is its ability to compensate for the refraction in the air-water interface, thus producing a survey of the envelope of the armor layer without the need to empty the wave flume or wave basin where the scale model tests are carried out. This article describes this technique and the tests made to establish confidence in it and in the damage evaluation on a breakwater scale model. Results led to an error estimation of only fractions of a centimeter.

A set of physical model tests was run in to characterize the ship

An investigation of the applicability of the SWASH model for wave overtopping estimation of a porous structure with a recurved wall was carried out. The results demonstrate the capability of SWASH to predict with good accuracy the mean overtopping discharges when compared to data from physical model tests. Also, detailed validation of the instantaneous wave overtopping shows a reasonable agreement.Whilst free surface is well represented without considering several parametrizations, even for one-layer mode, wave overtopping is very sensitive to any variation in numerical and physical parameters. Wave overtopping simulations are very sensitive to the non-linear Forchheimer coefficient,

This paper focus on the study of different methodologies for surveying two-dimensional scale models of a rubble mound breakwaters.Tests were conducted in one of the LNEC

Este artigo descreve os mais recentes desenvolvimentos do sistema SWAMS ALERT. O sistema consiste em quatro módulos: I - Características da agitação marítima; II - Navegação em áreas portuárias; III - Avaliação de Risco e IV - Sistema de Alerta. O sistema está a ser desenvolvido e implementado numa plataforma web totalmente interativa e amigável.O sistema SWAMS ALERT usa as características da agitação marítima medidas ou previstas para determinar os seus efeitos em termos de movimento vertical excessivo de uma embarcação em manobras que entra ou sai de uma bacia portuária ou em termos de forças em amarras e defensas, bem como de movimentos de um navio amarrado. Para isso, o sistema utiliza um conjunto de modelos numéricos. A comparação dos valores calculados das variáveis relevantes com valores máximos pré-definidos permite a avaliação em tempo real de possíveis situações de emergência ou quando a segurança das operações portuárias estiver em risco e emitir avisos às autoridades competentes; e ainda a construção de mapas de risco, considerando longas séries temporais de ondas de mar medidas ou previstas ou cenários predefinidos associados a alterações climáticas ou eventos extremos.Ilustra-se a aplicação deste sistema ao porto da Praia da Vitória.

The design of certain seawalls / breakwaters has often been required to achieve very low target overtopping discharges when these structures protect vulnerable infrastructure or activities. The balance between economically viable protection and performance requirements is often difficult to achieve without good knowledge on low overtopping. The paucity of data in this space and the high uncertainties associated with existing methods, increase the challenge. The occurrence of a low number of overtopping waves has the consequence that any test results are substantially more affected by the inherent variation of random waves, therefore more uncertain. The physical model test results presented hereafter were successful in obtaining low to very low overtopping discharge data. For low / very low overtopping, these test data present considerable scatter relative to the latest empirical prediction. A number of repetitions was performed for conditions giving very low overtopping discharges, which illustrated the inherent uncertainty associated with low overtopping.

Rubble mound breakwaters (RMB) are the most common maritime structures in Portugal. Their main goal is to reduce the action of waves on the sheltered area of the structure to achieve safety conditions for ships, people and harbour activities.To account and define the need for maintenance or repair works on such structures, it is necessary to evaluate its evolution along its expected lifetime. To predict damages that may occur in those structures and evaluate its importance in terms of structural safety and functionality, it is therefore of utmost importance to follow a monitoring program on such structures. For that purpose, a monitoring mobile tool to be used onsite by the observer would be very useful, adding in this way more efficiency to the existing traditional monitoring techniques used nowadays at LNEC, where visual, systematic, observations are made to attain relevant qualitative evaluation of those structures.Hence, a responsive WebGIS system was developed (Maia et al., 2017) for assisting the observation campaigns, enabling the introduction of photos and videos, their accurate georeferencing, the automatic evaluation of the current, and evolutive, structural state of the structure, and also the checking of physical characteristics of the structure and materials.Besides briefly describing the monitoring tool, this paper focuses primarily on demonstrating its application to a real case scenario of an inspection campaign to the RMB of Ericeira,Portugal, on the 20th of April 2017.

O LNEC tem implementado, desde 1986, um programa designado por OSOM (Observação Sistemática de Obras Marítimas) para quebra-mares de talude localizados em Portugal continental. Para armazenamento, consulta e análise da informação que vai sendo recolhida sobre os diferentes quebramares no programa OSOM, desenvolveu-se no LNEC a aplicação ANOSOM (Análise de Observação Sistemática de Obras Marítimas), a qual tem vindo a ser alvo de diversas atualizações, inclusivamente o manuseamento de nuvens de pontos provenientes de levantamentos dos quebra-mares com sistema de sondador multifeixe e/ou com a ajuda de UAV. Presentemente está em desenvolvimento uma aplicação Web a, ANOSOM_SIG, a qual virá a ser utilizada como interface da base de dados ANOSOM que inclui as funcionalidades de um Sistema de Informação Geográfica (SIG), transformando-se assim, numa ferramenta de gestão de risco em estruturas de proteção costeira e portuária.O objetivo desta comunicação é descrever a aplicação ANOSOM_SIG, bem como as suas funcionalidades até agora implementadas, apresentando alguns exemplos de aplicação.

This paper ilustrates lhe application of a non-linear shallow water numerical model, AMAZON, to study Oscillating Water Column Wave Energy Converters (OWC-WEC) inregrated in vertical breakwaters. This application has been performed within the scope of the research project DITOWEC - Development of an Integrated Tool for Numerical Modelling of Oscillating Water Cohumn Wave Energy Converters Integrated in Vertical Breakwaters. The main objective of DITOWEC is the development of an innovative integrated tool for numerical modeling of wave propagation from offshore to nearshore, of wave-structure interaction and of the complex nonlinear hydrodynamic and aerodynamic phenomena that occur in an OWC-WEC. This development is supported by field data from PICO power plant (Azores) and from two-dimensional experimental data, from physical model tests carried out at LNEC, which are used here for AMAZON calibration/validation. A sensitivity analysis on AMAZON parameters (grid resolution and momentum adjustment factor at vertical barrier) is presented and discussed, centered on wave height obtained near and inside lhe water chamber, amplification factor and phase lag. The obtained AMAZON results are encouraging though more tests are required for different water depths, vertical openings and incoming wave periods, allowing further calibration and validation of the momentum adjustment factor.

Com base em 10 anos de dados de temporais medidos na boía ondógrafo de Sines entre os anos 2001 e 2010, analisaram-se as características de diversos parâmetros da agitação, entre as quais as alturas de onda (significativa e máxima), o período médio e a direção de agitação. Em particular estudou-se a relação entre alturas de onda máxima e alturas de onda significativa durante condições de temporal, compararam-se as relações encontradas com as propostas na literatura e usualmente aplicadas no dimensionamento de quebra-mares verticais, e analisou-se a sua influência na estabilidade dessas estruturas. Verificou-se que os coeficientes de segurança calculados com base em valores de altura máxima registada são inferiores aos calculados com a relação proposta na literatura.

O dispositivo de aproveitamento de energia das ondas de tipo coluna de água oscilante (CAO) é um sistema que foi desenvolvido há já algumas décadas. Em condições de agitação marítima forte, pode ocorrer entrada de ar na câmara-de-ar do dispositivo, pela abertura submersa, comprometendo assim o seu rendimento. A colocação de uma parede vertical submersa, em frente ao dispositivo (UCAO), permite evitar este problema, mas altera o seu desempenho. Neste artigo, o modelo SPH é utilizado para uma primeira análise comparativa da hidrodinâmica dos dois dispositivos. Verifica-se que o factor de amplificação é fortemente condicionado pela dimensão da abertura submersa, reduzindo-se para uma abertura pequena, particularmente para os períodos de onda mais baixos. A amplitude da cava, na câmara de água e em frente ao dispositivo, é menor na configuração de UCAO que na CAO. É, assim, evidente que a UCAO reduz fortemente o risco de sucção de ar na câmara, embora reduza o factor de amplificação, quando comparada com a CAO.

The phenomenon of scour in the vicinity of coastal and harbour protection structures, wind farms, offshore platforms and marine outfalls is one of the causes associated with its collapse. During the design of such structures, the prediction of the maximum erosion depth located in the vicinity of the structure is of utmost importance, requiring, frequently, a validation by scale-model tests. The objective of this study is to validate the use of stereo photogrammetry in such tests. To accomplish this goal, two sets of tests were conducted: A stereo photogrammetric survey of a well-known shape molded in a sand box was carried out in order to infer on the accuracy of the technique when applied to a sand bed. The second set of tests consisted on the survey of the scour around a pile, using the stereo photogrammetric method as well as a bed profiler in order to compare the results obtained with both methods.

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