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Uma das principais aplicações da caracterização da reflexão em hidráulica marítima através decoeficientes está associada aos modelos numéricos de propagação da agitação, queconstituem ferramenta fundamental para a modelação e previsão dos fenómenos físicosrelevantes na zona costeira. Todavia, a sua utilização ainda apresenta limitações,nomeadamente na definição dos parâmetros necessários para a caracterização das estruturase respectivas condições de fronteira.Na modelação da propagação de ondas em águas pouco profundas, surge a necessidade dequantificar com rigor os parâmetros de reflexão nas fronteiras do domínio, uma vez que estescondicionam as soluções estudadas.Neste trabalho, procede-se à avaliação do desempenho de várias formulações apropriadaspara quantificar a reflexão nas fronteiras duma bacia portuária da costa portuguesa

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Resumo: Nesta comunicação são aplicados dois modelos numéricos baseados em equações do tipo Boussinesq, BOUSSiiw [12] e COULWAVE [9], na simulação da propagação de ondas sobre um baixio esférico localizado num fundo de profundidade constante (Chawla [5]). A propagação de ondas ao longo desta topografia envolve diversos fenómenos físicos, nomeadamente, o empolamento, a refracção, a difracção, e a dispersão não-linear. Por isso, constitui um óptimo teste para a validação e comparação dos modelos aqui apresentados. Este estudo foi conduzido experimentalmente por Chawla [5]. Os resultados numéricos de ambos os modelos são comparados com os resultados experimentais. Avalia-se assim o desempenho dos modelos numéricos.

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Resumo. O modelo COULWAVE, Lynett e Liu [8] permite reproduzir a maioria dosfenómenos intervenientes na transformação da onda em fundos de profundidade variável e napresença de corrente, tais como o empolamento (linear e não linear), a difracção, a refracçãopelo fundo e devida às correntes, a dispersão de frequência e de amplitude, o espraiamento(run-up) e a dissipação de energia por rebentação da onda. É baseado nas equaçõescompletamente não-lineares e dispersivas de Boussinesq deduzidas a partir da integração emprofundidade das equações de continuidade e movimento, utilizando o conceito de camadasmúltiplas (multi-layer). Foram introduzidos termos adicionais nas equações de modo a ter emconta o atrito de fundo, a rebentação de ondas, a geração de ondas no interior do domínio.Na simulação da hidrodinâmica da zona de rebentação, a dissipação de energia devido àrebentação é tratada através da inclusão de termos de viscosidade turbulenta nas equaçõesde conservação da quantidade de movimento.Nesta comunicação, avalia-se o desempenho do modelo COULWAVE na simulação darebentação de ondas sobre um perfil barra-fossa, caso de teste estudado experimentalmentepor Okamoto e Fortes [14]. Mais concretamente, é efectuado um estudo de sensibilidade dosresultados numéricos à variação dos critérios de rebentação (início, fim, duração) incluídosno modelo, para quatro condições de ensaio distintas. Os resultados numéricos sãocomparados com os experimentais, em termos dos valores de altura de onda, ao longo docanal. Deste modo, são definidos os critérios de rebentação mais adequados para este tipo debatimetria e condições de agitação ensaiadas e avaliadas as potencialidades e limitações domodelo numérico.

COULWAVE, na simulação da propagação de ondas sobre uma praia de inclinaçãoconstante que termina numa estrutura de protecção marginal. Mais concretamente,pretende-se avaliar o comportamento do modelo numérico na simulação dos fenómenos derebentação e do espraiamento (run-up) sobre a estrutura. As simulações numéricas foramcomparadas com medições obtidas em ensaios em modelo físico bidimensional realizados noLNEC, no âmbito do projecto europeu HYDRALAB-CoMIBBS. Foram comparados osresultados experimentais e numéricos, em termos da elevação da superfície livre, dos valoresdas alturas de onda média quadrática, Hrms, dos valores da altura de onda na rebentação esua localização, bem como do espraiamento sobre a estrutura. Foi ainda feita a análiseespectral da série de valores da elevação da superfície livre visando o estudo de fenómenosde geração de harmónicas ao longo do canal. Pretende-se, assim, avaliar as potencialidadese limitações deste modelo numérico.

coastline appear to entail some disadvantages. An innovative and interesting way of protecting a local coastal zoneby means of multifunctional artificial reefs avoids some of them. A multifunctional artificial reef is a submergedbreakwater which, besides helping to protect the local coastline, can have other purposes; in particular it may enhancethe surfing possibilities and the environmental value of the local area. The structure has several positive side effects:first, it provides an unimpaired visual amenity; second, it offers tourist and economic benefits by improving the surfingconditions. A preliminary design, achieved step-by-step, is proposed for a multifunctional artificial reef making use ofthe theory and state of the art multifunctional artificial reef design, a preliminary design, achieved step-by-step, apriliminary design is proposed. The proposed reef geometry, together with numerical and physical tests, allows theanalysis of a multifunctional reef breakwater designed to protect a stretch of the northwestern coast of Portugal.Taking into account the condition that the proposed geometry will only function properly on a sea slope bottom ofless than 1 : 50, the main choices are as follows: the upper part of the structure is delta shaped with an angle of 66and a side slope of 1 : 10, and the lower part consists of a platform whose slopes are as steep as possible. The positionof the reef should be such that the distance from the apex of the structure to the undisturbed shoreline is greaterthan 1.5 times the natural surf zone width.

Os tsunamis são talvez a única catástrofe natural capaz de causar destruição em zonas costeiras afastadas milhares de quilómetros da zona fonte. Eles podem causar perturbações significativas nas actividades portuárias devido a movimentos excessivos dos navios amarrados no seu posto de acostagem excitados por movimentos da superfície livre que podem ser quase imperceptíveis. Neste caso, o que importa é a gama de frequências presente nas forças de excitação actuantes no navio conter, ou não, as frequências próprias dominantes do conjunto navio/sistema de amarração. Para a maioria dos navios de carga estas frequências são mais baixas do que as associadas às da agitação marítima gerada pelo vento. Nesta comunicação revêem-se os tsunamis registados ao longo da costa portuguesa no século XX e apresenta-se o Sistema Nacional de Alerta contra Tsunamis (SNAT). Descreve-se também o projecto de investigação em curso para desenvolvimento de uma ferramenta integrada capaz de avaliar os efeitos de tsunamis em navios amarrados no interior de portos e de um procedimento para incorporar esses efeitos no SNAT.

Os recifes artificiais para surf são estruturas submersas que têm como objectivo melhorar ascondições de surf, promovendo um determinado tipo de rebentação, podendo ainda, em algunscasos, servir como estruturas de protecção costeira e proporcionando um habitat protegidopara espécies marinhas.No presente trabalho apresenta-se o estudo em modelo físico, realizado no LNEC, dapropagação de ondas sobre uma secção transversal de um recife artificial. Foram consideradastrês geometrias para o recife (estrutura impermeável com geometria alta e baixa e estrutura dematerial geotêxtil com geometria baixa) e diferentes condições de agitação, de modo a avaliara sua influência nas condições de rebentação geradas sobre o recife. Foram obtidos registosda variação da superfície livre ao longo do canal, assim como vídeos e fotografias, paraverificação das características da rebentação. Observa-se que o tipo de rebentação nas trêsestruturas é semelhante, variando, no entanto, a posição da rebentação.

Nesta comunicação, é efectuado um estudo de ressonância portuária na bacia deadução de Sines. Este estudo compreende uma componente numérica, na qual se determinamas curvas de resposta em pontos no interior do domínio recorrendo ao modelo numéricoDREAMS. Estas curvas são efectuadas considerando dois níveis de maré diferentes e duasdirecções distintas da ondulação incidente. Por outro lado, compreende também a análiseespectral de medições efectuadas in situ no período de 18 a 19 de Janeiro de 2009, com vistaà verificação dos períodos de ressonância durante um evento onde se verificou agitaçãoexcessiva no interior da bacia. Os resultados numéricos obtidos são comparados com dados decampo e discutidos.

This work presents the development of a numerical integrated system to help prevent emergency situations and minimize risks associated with sea waves

Neste trabalho estuda-se o galgamento em estruturas marítimas verticais impermeáveis através da aplicação do modelo numérico AMAZON, que é um modelo bidimensional, baseado na resolução das equações não lineares de águas pouco profundas. Para validar a sua aplicação, os resultados de caudal médio galgado obtidos com o modelo foram comparados com os resultados de ensaios em modelo físico bidimensional realizados anteriormente e disponíveis na base de dados do projeto europeu CLASH. Os resultados foram ainda comparados com os das fórmulas empíricas / semi-empíricas de Van der Meer & Bruce (2014), Goda (2008) e de Hedges & Reis (Reis et al., 2013). A fórmula de Van der Meer & Bruce apresenta melhores aproximações aos caudais médios medidos que constam na base de dados do CLASH, seguida da fórmula de Goda e dos resultados do AMAZON, embora estes dois últimos apresentem valores bastante próximos. Assim, enquanto não se fizerem melhorias no modelo e/ou não se estender a outros ensaios a análise feita no âmbito deste trabalho, os resultados sugerem que não há vantagem na sua utilização face às formulações disponíveis, tendo também em conta o tempo computacional significativo exigido para executar o AMAZON.

O projeto HYDRALAB+ (H2020-INFRAIA-2014-2015) reúne uma rede Europeia de institutos de hidráulica para o estudo de estratégias de adaptação às alterações climáticas através de ensaios experimentais e cujos resultados são essenciais para a calibração e validação de modelos numéricos, fórmulas empíricas, redes neuronais, etc. Os ensaios experimentais desenvolvidos no LNEC, no âmbito do HYDRALAB+, Tarefa 8.2 do RECIPE tem como objetivo a análise do dano num quebra-mar de talude, do galgamento e do espraiamento para quatro cenários de temporal correspondentes a situações extremas associadas a cenários de alterações climáticas. Os ensaios foram realizados num canal de ondas irregulares no qual foiimplementada uma secção transversal do quebra-mar, com um manto constituído por enrocamento.No presente estudo comparam-se os valores do galgamento medidos nos ensaios em modelo físico com resultados estimados por fórmulas empíricas. Testou-se o efeito de um temporal num cenário de alterações climático, através do aumento da altura significativa de onda com o aumento do nível de água. Foi testado um conjunto de condições de agitação incidentes em combinação com dois níveis de maré.A análise dos resultados é feita com o intuito de estimar com precisão a ocorrência de galgamento em quebra-mares, um fenómeno que ainda se torna mais relevante em cenários de alterações climáticas. Com efeito, nestes cenários é previsível a subida do nível médio do mar, bem como o aumento da intensidade e frequência de temporais, o que pode dar origem a fenómenos de espraiamento/galgamento cada vez mais frequentes, tornando assim cada vez mais vulneráveis as estruturas de proteção costeiras e portuárias, bem como as zonas por elas protegidas.

Este trabalho pretende mostrar os procedimentos utilizados pelo sistema HIDRALERTA para a previsão dos galgamentos costeiros, bem como as ferramentas que têm sido utilizadas para a sua validação. Foram reproduzidas com o sistema as situações de tempestades passadas, para as quais houve relatos documentados de galgamentos significativos e que causaram danos. Esta simulação permitiu perceber a fiabilidade global do sistema e ajustar os limites pré- estabelecimentos para o acionamento de alertas. Com o sistema operacional desde 2015, a documentação que tem sido levantada, através de fotografias e vídeos, pelas autoridades e comunidade locais aquando da previsão da ocorrência de tempestades, têm sido um grande contributo para o melhoramento do sistema. Foi instalado no campo, um sistema de videovigilância que permite detetar e captar automaticamente imagens de galgamentos para comparar com os resultados do sistema. De forma complementar, para avaliação da agitação marítima, utilizam-se as medições da boia ondógrafo instalada junto ao porto e para a validação do fenómeno do galgamento, compararam-se as medições obtidas nos ensaios em modelo físico do perfil tipo do quebra-mar sul, com os resultados da ferramenta neuronal NN_OVERTOPPING2 (Coeveld et al., 2005) (atualmente incorporada no sistema) e com o modelo numérico SWASH (Zijlema et al., 2011) (que se encontra em processo de implementação).

This paper studies novel ways to evaluate armour damage in physical models of coastal structures. High-esolution damage data for reference rubble mound breakwaters obtained under the HYDRALAB+ joint-esearch project are analysed and discussed. These tests are used to analyse the way to describe damage, the influence of the sequence of testing, and touches on the possible influence of sea level rise. Results of two test programmes were used. Firstly, 3D physical model tests carried out at the University of Porto, in cooperation with Deltares, were used. Here a wide breakwater trunk was used for statistical reasons. Additionally, 2D test results from LNEC were analysed. Tests for a sea level rise scenario resulted in less damage to the seaside slope. In addition, clear differences between

Nesta comunicação, analisa-se, recorrendo à modelação física e à modelação numérica, a interação hidrodinâmica entre dois navios, um dos quais parado, o navio

In this study, a numerical analysis to evaluate the energy efficiency of an Oscillating Water Column (OWC) wave energy converter is carried out. The device geometry is based on the pilot plant installed on Pico Island, Azores, Portugal. The methodology consists in calculating the percentage of the incident energy that is distributed along the wave energy conversion. The FLUENT® numerical model, which is based on the Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) equations, is used. The Volume of Fluid (VoF) method is employed to take into account the water and air fluids. The case study comprises a flume 10 m deep with an onshore OWC at its end. The distribution of the incident wave energy (1 m wave height with a 9 s period) is determined in terms of reflected wave energy, water column oscillation potential energy, pneumatic energy and energy losses due to viscosity and turbulence dissipations. Results show that the incident wave energy is distributed around 37% for the sum of reflected wave energy and viscosity energy loss, 52% for pneumatic energy and 11% for water column oscillation potential energy.

The most studied device used for extracting wave energy is the Oscillating Water Column (OWC). In general, numerical simulations of these cases by means of models based on Reynolds-Averaged-Navier-Stokes (RANS) equations adopt the Volume of Fluid (VoF) method to take into account the water and air whose flows are incompressible. The aim of this study is to investigate the influence of the compressibility effect on the air inside the chamber by means of FLUENT® numerical model. Both water and air flows are still considered incompressible, but, at every instant, a pressure based on an analytical equation that takes into account the turbine characteristic relation (kt) of a Wells turbine and the isentropic transformation of the air is imposed on the top boundary of the chamber. Incident waves with period of 9 s and 1 and 2 m high are imposed in a flume 10 m deep with an onshore OWC at its end (kt = 240 Pa s m-3). Results show differences between incompressible and compressible air around 12% in the air pressure amplitude inside the chamber and about 21% in the average pneumatic power.

Reliable prediction of wave run-up/overtopping and structure damage is a key task in the design and safety assessment of coastal and harbor structures. Run-up/overtopping and damage must be below acceptable limits, both in extreme and in normal operating conditions, to guarantee the stability of the structure as well as the safety of people and assets on and behind the structure. The mean-sea-level rise caused by climate change and its effects on wave climate may increase run-up/overtopping events and make the existing coastal/harbour structures more vulnerable to damage. Accurate estimates, through physical modelling, of the statistics of overtopping waves for a set of climate change conditions, are needed. Project HYDRALAB+ (H2020-INFRAIA-2014-2015) gathers an advanced network of environmental hydraulic institutes in Europe, which provides access to a suite of environmental hydraulic facilities. They play a vital role in the development of climate change adaptation strategies, by allowing the direct testing of adaptation measures and by providing data for numerical model calibration and validation. The use of physical (scale) models allows the simulation of extreme events as they are now, and as they are projected to be under different climate change scenarios. The experimental work developed at LNEC within HYDRALAB+, TASK 8.2 of RECIPE, entitled

O conhecimento das características de propagação, transformação e rebentação das ondas próximo da costa é fundamental para estudos de hidrodinâmica e para o projeto de estruturas costeiras e portuárias.No presente artigo apresentam-se as simulações numéricas feitas utilizando o pacote de software OpenFOAM®, recorrendo ao solver IHFoam, para simular a propagação de ondas regulares sem rebentação num canal tridimensional. O código numérico resolve as equações de Navier-Stokes em regime transitório e utiliza um esquema do tipo VoF (Volume of Fluid) para identificar a superfície livre. Foi considerada uma onda regular incidente com 1,5 s de período e 0,1 m de altura. Esta é uma das condições de entre o vasto conjunto de ensaios em canal de ondas, realizado no Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) cujo objetivo foi a análise da hidrodinâmica da propagação de ondas sobre um fundo de batimetria variável, para várias condições de agitação incidente.São feitas comparações entre os resultados numéricos e os experimentais. Estas comparações incluem: evoluções temporais de sondas de nível em várias localizações ao longo do canal e correspondentes espetros de amplitude; evolução da altura significativa e do período médio das ondas ao longo do canal; evolução temporal das componentes da velocidade em localizações selecionadas no canal e distribuição bidimensional dessas componentes.Constata-se que os resultados numéricos obtidos apresentam valores próximos dos experimentais. As diferenças verificadas são atribuíveis a imprecisões numéricas bem como a diferenças entre a forma de geração e dissipação de ondas entre o numérico e o experimental.

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