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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

This paper presents a comparison of two URANS models based on the VoF approach, FLUENT (Fluent, 2006) and IH2VOF (Lara et al., 2011), to perform a detaiied analysis of the hydrodynamic phenomena outside and inside an open Oscillating Water Coiumn (OWC) device. This analysis is important to determine the ability of each solver in accurate modelling the complex non-linear phenomena which occur in the wave-fluid-structure interaction, in order to use it in the deveiopment of an innovative integrated tool at prototype scale. Numerical results of free surface elevation, oscillating free surface inside the water chamber, amplification factor and phase lag are analysed and compared with experimental data for several incident wave conditions. For an OWC with a fuliy open chamber, good agreement was achieved between experimental data and numerical results obtained with two modeis with different numerical methodologies.

In order to account for scour problems, protection systems are usually employed around the foundations, i.e. Arklow Bank OWF and Scroby Sands OWF (Whitehouse et al., 2011). Their design is main-ly of semi empiric nature (De Vos et al., 2011) and probabilistic approaches haven

An analytical model is applied to a schematic case of an oscillating water column (OWC), without head loss, to obtain a first estimation of the chamber hydraulic efficiency. The IH2VOF numerical model of wave-structure interations is applied to perform an investigation, useful to complement and verify the analytical approach and analyses the flow characteristics on the OWC, including nonlinear effects. The numerical model was validated against physical model tests on a schematic OWC stucture at the National Laboratory of Civil Engineering, presenting god agreement.A significant difference of amplification factor parameter was observed between lhe analytical results and numerical results and experimental data, which may be attributed to the absence of head loss in the analytical model.

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 permite 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.

This paper aims at presenting two diíferent methodologies to evaluale wave overtopping consequences: the Analytic Hierarchy Process (AHP) and the Analytic Network Process (ANP). The AHP is based on lhe comparison of successive and paired information that was selecled and quantified having in mind its hierarchic prioritization by taking into account lhe estimated relevance of each considered criterion or indicator. The ANP provides a general framework lo deal with decisions without making assumplions about the independence of higher level elements from lower level eiements and about the independence of the elements within a levei. In fact, the ANP uses a network without the need lo specify leveis as in a hierarchy structure iike lhe AHP. Influence is a central concept in the ANP. Applicalion of the AHP and the ANP melhodologies to lhe case study of Praia da Vitória harbour (Azores, Porlugal) is presenied. With the AHP, a consequences level map is obtained.

Wave run-up parameters are key factors in studying coastal flooding. An experiment was performed at LNEC to study wave run-up and overtopping on a breakwater.This work investigates the possibility of measuring wave run-up by using a video-monitoring technique.Water level oscillations were identified on the breakwater slope over time. Wave run-up was marked on each timestack image produced for each test.Run-up events were identified and related to the surf similarity parameter. Properties of wave run-up derived from video imagery were analysed and compared to data from a wave gauge placed over the breakwater cross-section. Results confirmed that the video imagery technique is an alternative technique for measuring run-up in physical model experiments.

Neste artigo apresenta-se uma metodologia que visa minimizar os erros associados à medição por ADV (Acoustic Doppler Velocimetry). Estes erros podem ter duas causas: insuficiência de partículas em suspensão na coluna de água; e desalinhamento dos eixos do ADV com os eixos coordenados do problema. Seguindo esta metodologia, aplica-se primeiramente um filtro digital para eliminar as frequências elevadas fisicamente irrealistas e, em seguida, aplica-se uma transformação de coordenadas para alinhar as componentes de velocidade medidas com o sistema de coordenadas do problema, sendo possível identificar o desalinhamento do ADV face a esse sistema de coordenadas.Apresenta-se a aplicação desta metodologia na propagação de ondas regulares num canal.

Para a praia da Galé, Algarve, foram efetuados um conjunto de ensaios em modelo físico (canal de ondas) com o principal objetivo de analisar a hidrodinâmica da propagação de ondas sobre um fundo rochoso, para várias condições de agitação regular e irregular incidente. Efetuaram-se medições da elevação da superfície livre com sondas resistivas ao longo do canal e das componentes da velocidade com ADV, a meio da coluna de água em várias secções ao longo do canal. A evolução dos resultados ao longo do canal permite um melhor conhecimento do processo de propagação e contribui com dados para a validação de modelos numéricos.

Ships berthed inside sheltered basins can experience excessive movements due to waves. The paper presents an integrated numerical tool that interconnects several numerical models to reproduce the most relevant physical phenomena associated to wave action on a moored ship, the resulting ship movements and the forces on mooring lines and fenders. A new methodology was developed to determine the hydrodynamic forces on the ship.A non-linear phase resolving Boussinesq model is used to propagate waves from outside the harbour to wherever desired location inside the harbour. A modified version of a 3D panel method model computes the hydrodynamic coefficients of the ship, whereas the Haskind relations determine the wave forces on the ship. The time series of the moored ship motions and forces on moorings are obtained with another numerical model. This new methodology is used to replicate the scale model tests of a moored tanker inside Leixões Harbour.

Neste artigo, apresenta-se uma descrição do papel da modelação física no apoio aos estudos de Engenharia Costeira e Portuária, ilustrando-se as suas potencialidades com exemplos de casos de estudo.Referem-se os contributos inovadores em conceitos, equipamentos, técnicas e procedimentos experimentais que têm sido desenvolvidos nos recentes anos. Assim, apresentam-se metodologias a explorar no futuro, tais como procedimentos destinados a facilitar, agilizar e automatizar as análises de estabilidade e galgamentos de quebra-mares, assim como dos danos no manto protetor, provocados pela agitação marítima nele incidente, e o acesso remoto a ensaios experimentais, e à informação associada à realização destes, a clientes/investigadores interessados.Por fim, são apontados cenários de desenvolvimento para a modelação física de modo a lidar com as consequências das alterações climáticas, e que incorporem: a) sequências de eventos de temporal, incluindo efeitos cumulativos, b) a subida do nível médio do mar; c) técnicas de medição não intrusivas que permitam obter a análise de fenómenos complexos, com características de grande variabilidade temporal e espacial, sem interferir nos mesmos ou no próprio sistema modelado.

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