Publications

A plataforma continental setentrional do Rio Grande do Norte caracteriza-se por apresentar uma variedade de feições de fundo marinho que variam desde 10 cm até quilômetros, sobretudo submersos nas porções mais rasas da plataforma e indicam processos de retrabalhamento. Além do caráter singular dos processos, formas efáceis de fundo diferenciados a qual esta plataforma está submetida, compreendese a importância do conhecimento da dinâmica das ondas, uma vez que estas são consideradas o agente forçador dominante na hidro e morfodinâmica costeira. O objetivo principal deste trabalho é caracterizar o clima de ondas por meio da modelagem numérica, através do modelo de ondas de superfície do mar, SWAN, e analisar sua interação com o fundo marinho raso da plataforma continentalsetentrional do Rio Grande do Norte. Foram realizadas várias medições de campo entre 2011 e 2012, com o objetivo de se obter os parâmetros de ondas: altura signifi cativa (HS), período médio (Tmed), direção (DIR) para servir de comparação e validação da modelagem.Os resultados apontam que o SWAN conseguiu, no geral, reproduzir adequadamente o clima de ondas para este litoral. Entretanto, ao analisar os resultados, confi rmou-se que as alturas signifi cativas apresentam resultados mais aceitáveis em relação aos demais parâmetros. A interação da onda com o fundo marinho revela alteração das alturas significativas e direções ao propagarem-se sobre as formas de fundos presentes, como as rochas praiais, os campos de dunas longitudinais, transversais e subaquáticos. Tais resultados mostram que nesta plataforma continental o mecanismo de dissipação dominante à propagação das ondas nestas águas rasas é o atrito de fundo.

A plataforma continental setentrional do Rio Grande do Norte caracteriza-se porapresentar uma variedade de feições de fundo marinho que variam desde 10 cm atéquilômetros, sobretudo submersos nas porções mais rasas da plataforma e indicamprocessos de retrabalhamento. Além do caráter singular dos processos, formas efáceis de fundo diferenciados a qual esta plataforma está submetida, compreendesea importância do conhecimento da dinâmica das ondas, uma vez que estas sãoconsideradas o agente forçador dominante na hidro e morfodinâmica costeira.O objetivo principal deste trabalho é caracterizar o clima de ondas por meio damodelagem numérica, através do modelo de ondas de superfície do mar, SWAN,e analisar sua interação com o fundo marinho raso da plataforma continentalsetentrional do Rio Grande do Norte. Foram realizadas várias medições de campoentre 2011 e 2012, com o objetivo de se obter os parâmetros de ondas: altura signifi cativa (HS), período médio (Tmed), direção (DIR) para servir de comparação e validação da modelagem.Os resultados apontam que o SWAN conseguiu, no geral, reproduzir adequadamente o clima de ondas para estelitoral. Entretanto, ao analisar os resultados, confi rmou-se que as alturas signifi cativas apresentam resultados maisaceitáveis em relação aos demais parâmetros. A interação da onda com o fundo marinho revela alteração das alturassignifi cativas e direções ao propagarem-se sobre as formas de fundos presentes, como as rochas praiais, os camposde dunas longitudinais, transversais e subaquáticos. Tais resultados mostram que nesta plataforma continental omecanismo de dissipação dominante à propagação das ondas nestas águas rasas é o atrito de fundo.

A major concern of coastal engineering is not only to access the damage to coastal structures by severe wave overtopping, but also the hazard imposed to users. Local hazard is often associated to the volume of overtopping water per unit of time (called overtopping discharge). Despite two decades of intensive research, it is yet not fully clear to practitioners what is the best method to compute the discharge parameter and its application on the assessment of local hazard. This work provides insight into the overtopping characterization in rubble mound breakwaters, by distinguishing different methods to assess hazardous overtopping. Fieldwork was conducted over a tidal cycle in a breakwater located at Albufeira Harbour (South coast of Portugal) under storm conditions (Hso~ 3 m; Tp ~ 9 s). Mean overtopping discharges were calculated from field measurements of flow depths and velocities at the breakwater slope armour and at the impermeable crest. Two different velocities were calculated: overtopping leading-edge velocity and overtopping peak velocity. The two methods provided similar results, with higher velocities occurring during high-tide (between 2 and 10 m/s). Mean overtopping discharges at the beginning of the impermeable crest ranged between 0.2 and 0.8 l/s/m. Under the measured hydrodynamic conditions, the breakwater offers risk to all types of pedestrians.Additionally it is shown that field measurements compare relatively well with empirical prediction methods (for the overall analysed overtopping events), namely the corrected NN_OVERTOPPING2 neural network tool. Besides contributing to the overall database on wave overtopping in coastal structures, the presented results can also be used for calibration and validation of overtopping evaluation methods (empirical formulae, artificial neural networks and numerical and physical models).

No presente trabalho, investiga-se, usando a modelação numérica, a interacção de um escoamentouniforme laminar e bidimensional com um conjunto de três cilindros. Dois cilindros de controlo sãoposicionados simetricamente na esteira de um cilindro principal, induzindo alterações significativas natopologia do escoamento e nos respectivos coeficientes aerodinâmicos. Esta forma de controlo dos esforços éconhecida na literatura por controlo passivo da esteira. Os cilindros de controlo têm um diâmetro de D/8, sendoD o diâmetro do cilindro principal. As simulações numéricas foram realizadas para um número de Reynolds200. Dos vários resultados obtidos no estudo, destaca-se que para uma distância entre os centros dos cilindrosde controlo e o centro do cilindro principal de 0.7D na direcção do escoamento e 0.7D na direcção transversalao escoamento, o coeficiente de arrasto médio do cilindro principal é reduzido de 27% comparando com o valorde um cilindro isolado, mas, considerando a estrutura total (o conjunto dos três cilindros), a redução docoeficiente de arrasto médio é de apenas de 4%. No entanto, para esta configuração, os coeficientes root-meansquarede arrasto e de sustentação são fortemente reduzidos, 0.0001 e 0.0036, respectivamente, comparando osde um cilindro isolado, 0.035 e 0.47, respectivamente, o que corresponde a uma redução da intensidade dasflutuações que actuam no cilindro principal de três ordens de grandeza.

N/A

Prediction of wave forces on caisson-type breakwaters is challenging, especially in the case of impact loads that strongly depend on wave reflection, and wave breaking which affects the wave characteristics near the structure. In recent years, numerical models have been further developed and their use is becoming increasingly attractive, such as the Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) numerical models which enable the simulation of complex free surface flows. The SPH numerical model developed at the National Laboratory for Civil Engineering (LNEC) is validated by comparing the numerical results of the wave interaction with a vertical wall using data obtained from physical modeling tests carried out in one of the LNEC

Este artigo visa apresentar as análises comparativas da agitação marítima entre as medições obtidas dos resultados da modelagemnumérica, com a aplicação do modelo SWAN, e os resultados das medições in situ durante duas campanhas realizadas no período de 20 a27 de dezembro de 2010 e de 15 a 22 de fevereiro de 2011, na costa do litoral setentrional do Rio Grande do Norte, Nordeste do Brasil.O estudo tem como principal objetivo, avaliar o desempenho do modelo SWAN quanto à previsão de agitação marítima, aferindo suaspotencialidades e limitações para a região de interesse.As medições in situ foram efetuadas em dois locais próximo da costa em profundidades de 5 e 9 m, respectivamente, onde os dadosforam processados para se obter as análises espectrais e empregado as análises estatísticas do conjunto de amostragem. Nas condiçõesde fronteira, foram considerado os estados de mar estimados (Hm0

Neste trabalho, descreve-se a aplicação ao porto da Praia da Vitória, na ilha Terceira,Açores, Portugal, da metodologia de avaliação do risco de galgamentos em estruturasmarítimas em desenvolvimento no LNEC. Em particular, avalia-se a influência da variaçãodo nível de maré na caracterização da agitação marítima e as consequentes implicações nadeterminação do risco de galgamentos. Esta metodologia é constituída por três etapas: acaracterização da agitação marítima, a determinação dos galgamentos sobre as estruturase a avaliação do risco de galgamentos. A caracterização da agitação é feita com recurso amodelos numéricos de propagação de ondas. Utilizando os resultados do modelo deprevisão de larga escala WAVEWATCH III como dados de entrada para os modelosregionais de propagação de ondas, modelos SWAN e DREAMS, é caracterizada a agitaçãomarítima na zona do porto da Praia da Vitória, para o período de 2009 a 2010, tendo emconta a variação do nível de maré nesse período. Mais concretamente, define-se o regimede agitação incidente para duas estruturas selecionadas no âmbito deste estudo: oquebramar sul do porto e a defesa frontal da baía. O cálculo dos galgamentos é efetuadocom o modelo neuronal NN_OVERTOPPING2 que, através da introdução dos parâmetroscaracterísticos da agitação incidente (altura significativa da onda, período e direção deagitação) e das características geométricas de cada estrutura, permite obter o caudal médiogalgado por metro linear de estrutura. A avaliação do risco baseia-se no produto do grau deprobabilidade de ocorrência de galgamentos superiores a um dado limiar pré-estabelecidopelo grau de consequências que advém desse limiar ser ultrapassado. Após a definição doslimiares associados a cada estrutura, determina-se a frequência de ocorrência de valores decaudais médios galgados superiores a esses limites e define-se o tipo de consequênciasque a excedência desses valores de caudal médio crítico acarreta. Com estes valores,associam-se graus de probabilidade de ocorrência de galgamentos e de consequências,cujo produto permite obter o grau de risco associado a cada estrutura. Os resultados assimobtidos nas estruturas selecionadas, quer em termos de alturas de onda significativas, decaudal médio galgado ou de grau de risco associado aos galgamentos, são comparadoscom os obtidos na situação em que o nível de maré foi considerado constante e igual a +1.4m (Z.H.).

This Discussion provides comments on the applicationof grain-size trend analysis to Camposoto beach(SW Spain) reported by Poizot et al. (2013) in Geo-MarineLetters 33(4):263

Descrevem-se os procedimentos para a avaliação da distribuição dos movimentos verticais de um navio em manobranuma bacia portuária e que incluem a definição da função resposta do navio a ondas monocromáticas nele incidentes,bem como a determinação das características da agitação marítima ao longo do trajeto do navio. Ilustra-se a influênciada velocidade de avanço do navio naquela distribuição avaliando-se a probabilidade de ocorrência de movimentosverticais superiores a um limiar pré-definido na manobra de um navio no porto da Praia da Vitória, Açores.

O presente trabalho descreve a aplicação do modelo numérico COULWAVE ao estudo da propagação de ondas na zona da Praia do Lugar de Baixo, Madeira, com vista a simular as características hidrodinâmicas na zona de estudo permitindo analisar as alturas de ondas, zona de rebentação e reflexão da onda junto à costa. O objetivo final é propor soluções para a renaturalização desta zona e o melhoramento das condições de surf.

The objective of this paper is to describe and compare the use of different high-resolution survey techniques to create and analyse 3D surface models made up of point clouds, using open-source and freeware post-processing tools. Within this framework, several tests were conducted on a three-dimensional scale model of a breakwater, with surveys performed by a smartphone, the Microsoft® Kinect® sensor and a UAV camera. All the tests were conducted for a physical model placed in an empty wave tank. For this comparison, a number of post-processing software were used: the Microsoft Kinect Fusion Application, Visual SFM and MicMac, all freeware software. The clouds of points were compared using the CloudCompare freeware software and the Golden Software Surfer commercial software.In order to obtain a clear comparison between these tools (i.e., to better evaluate accuracy and associated errors), all the point clouds (with RGB colour information) were aligned with data coming from a survey used to coordinate some points in the model (Ground Control Points). All the clouds were compared with a corrected cloud based upon coordinated points painted on the concrete floor of the wave tank.The specific experimental conditions needed for using each of these methodologies were investigated and classified.

Nesta comunicação apresenta-se os novos desenvolvimentos que estão em curso no sistema SWAMS ALERT, que é um sistema previsão, alerta e avaliação de risco de eventos perigosos associados à navegação em áreas portuárias e ao comportamento dos navios amarrados.O sistema usa as características da agitação marítima previstas para determinar os seus efeitos 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. 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. A interface do sistema é através de uma plataforma web totalmente interativa e amigável.Ilustra-se a aplicação deste sistema ao porto da Praia da Vitória.

This paper presents recent new features of the Systematic Observation of Maritime Works (OSOM+) program, under development at LNEC since 1986, for using in an extensive number of maritime structures of mainland Portugal. Those functionalities are illustrated with applications to a real case scenario (the port of Ericeira) and by indicating their added-value on the existing methodology.

It is common for the local sea state in coastal waters to be a complex combination of waves due to local and recent wind (the "sea") and long period waves resulting from earlier weather systems, which have travelled many 100s of km with little attenuation of these very long waves (the "swell"). Sea and swell may have very different directions and periods.

This paper presents the validation of a wave maker with active absorption method implemented in FLUENT® RANS-VOF code for modelling long time series of waves propagating and interacting with coastal structures, more specifically, with Oscillating Water Column devices, to cancel out the reflected wave that reaches the wave maker. Verification of the numerical technique was performed in a 3D wave tank in which a technique of multiple active absorption wave makers was used. Good results were obtained in quasi-3D and fully-3D applications showing that active absorption should be used for modelling accurately the complex interaction between wave and coastal structures, in the present case, with an oscillating water column device integrated in a vertical breakwater.

Due to both its geographic location and maritime importance, Portugal is equipped with a large number of port infrastructures, the majority of which built for goals such as to guarantee the tranquility of the sheltered areas of the harbour basins, to help controlling sedimentation by guiding the currents, to protect water taken from thermoelectric plants, amongst others. In Portugal, the most common of these structures is the rubblemound breakwater. Due to its characteristics, maintenance or repair works are common throughout its lifetime. However, the need for these repair works should be evaluated in advance, in order to avoid significant costs associated to those works or, even worse, the collapse of the structure. It is therefore quite important to evaluate the Present Condition of the structure, as well its Evolution and Risk Conditions. The Present Condition is periodically checked on-site and all relevant data gathered is recorded, by filling in inspection forms, in order to perform further comparisons and analyses with previous inspections of the structure, as to eventually characterize Evolution and Risk conditions. To expedite all this process and prevent likely occurrence of errors in data collection, a monitoring tool, supported through a map-based online geographic information system (WebGIS) was developed, enabling the georeferencing of the structures concerned. This system adapts to the location of the user

The air entrainment effect on wave breaking is of the highest importance for the wave energy dissipation. Wave breaking is a complex phenomenon with several physical processes, making it difficult to quantify the contribution of the air in the energy dissipation process. This study presents a different approach where the wave propagation is exposed to air injected in the bottom of a wave flume. The experiment allows studying in a controlled environment the direct effect of the air bubbles in the wave propagation. The measurements show the free surface elevations and velocity profiles at two sections of the wave flume. The turbulence effect of the air injection on the wave propagation was evaluated. The results show differences for the three types of air injection that were tested. The air injection rate of each orifice is an important factor for the wave dissipation. The wave heights were found to decrease due to the air injection. The Turbulent Kinetic Energy shows an increase along the water column and on the downstream direction of the flume.

Apresenta-se nesta comunicação uma técnica baseada em análise de imagem para a medição e caraterização da concentração de ar produzida no processo de rebentação de onda. Para este efeito, realizaram-se filmagens dos ensaios num canal de ondas no Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC), que reproduzem dois tipos de rebentação de onda, progressiva e mergulhante. A validação da técnica de análise de imagem é feita por dois métodos, o primeiro com recurso à injeção de bolhas de ar através de uma bomba de ar e o segundo com a medição pontual da concentração de ar com uma sonda de deteção de bolhas de ar. Os resultados, relativos aos dois tipos de rebentação de onda, mostram as concentrações de ar e a distribuição da pluma de bolhas de ar. As medições realizadas permitem quantificar e caracterizar o ar emulsionado no processo de rebentação de onda.

Um dispositivo de aproveitamento da energia das ondas de tipo coluna de água oscilante (CAO) near-shore (que pode se assimilar a um cilindro vertical oco com a sua parte inferior aberta e a parte superior equipada com uma turbina Wells) implementada em profundidade intermédia pequena é estudado numericamente recorrendo a um modelo RANS-VOF 3D. O modelo numérico integra técnicas de geração e absorção das ondas por batedores múltiplos que permite dispor de um tanque de onda eficiente, eliminando as ondas reflectidas e difractadas. O dispositivo de CAO near-shore é um dispositivo alternativo ao clássico dispositivo integrado em quebra-mar ou na linha de costa e ao dispositivo off-shore (assimilado a um cilindro vertical oco estabilizado por um sistema de ancoragem por cabos) e tem duas vantagens: a resposta do dispositivo é independente da direcção das ondas e pode ser facilmente afundado no fundo do mar já que o dispositivo é desenhado para ser implementado em profundida pequena (~20 m). No entanto, a proximidade do fundo e a interacção complexa onda-estrutura resultante podem interferir em termo hidrodinâmico e energético na resposta do dispositivo CAO near-shore, comparativamente a um dispositivo off-shore. O artigo apresenta os primeiros resultados deste projecto através da análise pormenorizada de um caso de agitação marítima. Também, permite evidenciar e prever respostas diferentes do dispositivo CAO near-shore de um dispositivo clássico off-shore através da analise das series temporais de elevação de superfície livre, do caudal na turbina, da pressão na câmara-de-ar da CAO, da potência pneumática e dos vectores e campos de velocidade e de vorticidade ao redor e dentro do dispositivo.

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