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Storms impacting sandy coastal areas produce hazard such as erosion as overwash, in turn, promote risk to life and property damage in occupied areas.

Methodologies to be used in numerical models based on Reynolds-averaged Navier

With the sea level rise and all the processes associated with wave action.

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.

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.

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.

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.

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.

In order to provide new insight into the flow and forces around a submarine outfall, 3D testswere performed in the DHI Shallow Water Basin with different outfall geometries (with andwithout stabilizing concrete weights), different wave obliquities (90º, 30º and 10º) anddifferent pipe distances from the bottom. The tests were carried out in the subcritical flowregime. The collected data provide new understanding of the importance of the wave obliquityin the forces on the outfall, especially for small values, where there are no available data.Moreover, for the case with the pipe stabilized by concrete weights, where almost noinformation is available, the influence on the forces of the wave obliquity and of the pipedistance from the bottom are analyzed, giving important indications to the design project.

Marine structures built on muddy soils, such as breakwaters and submarine outfalls, are subject to settlement, scour and liquefaction and the mechanics of these processes are still uncertain. The aim of the present experimental study is to investigate stability of submarine outfalls in low quality soil. Physical modeling, carried out in the wave flume at UNAM, Mexico, is described and the results are presented and discussed. Tests were performed for different wave conditions (wave heights and periods), different soil characteristics (several mixtures of kaolinite and sand) and three structural layouts: the pipe resting on the soil, the pipe partially buried and a totally buried pipe.The pore pressure for different positions on the soil and the movements of the pipes were measured, together with surface elevation along the flume.

The present work focuses on the comparison between different types of data analysis (time analysis; Fourier transform spectral analysis; wavelet transform spectral analysis; and hodograph representation) applied to Acoustic Doppler Velocimetry (ADV) records of wave orbital velocities. Different wave conditions (monochromatic, bichromatic and irregular) have been tested, for the general purpose of experimentally investigating wave shoaling and breaking over a gentle slope. The analysis of the velocity data, through these methodologies, illustrates other relevant phenomena occurring in the wave propagation, which cannot be depicted by the usual wave gauges. Each of these techniques has advantages and drawbacks,and so they should be complementary.

Os modelos SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics), baseados na formulação Lagrangiana dasequações da Dinâmica dos Fluidos, são uma opção atractiva para modelar escoamentos com superfície livre, poisnão necessitam de malha computacional, permitindo modelar fenómenos complexos, como a rebentação de ondase o galgamento. Neste trabalho apresenta-se o modelo numérico SPHyCE em desenvolvimento no LNEC e a suaaplicação à determinação do galgamento no quebra-mar poente do Porto de Pesca de Albufeira (Algarve), no qualforam realizadas as primeiras campanhas de medição de galgamento num quebra-mar em Portugal no âmbito doprojecto SPACE (Desenvolvimento e validação de um modelo SPH para aplicações a estruturas costeiras).Apresenta-se a metodologia de acoplamento dos modelos SWAN, Bouss2D e SPHyCE, para modelar apropagação das ondas do largo até ao quebra-mar, assim como as campanhas de campo. São analisados ecomparados os galgamentos obtidos com o modelo numérico e os medidos.

A zona de Diogo Lopes, situada no estado do Rio Grande do Norte, Brasil, foi alvo devários estudos interdisciplinares, que incluíram a caracterização da agitação marítima ao longodesta costa (Ângelo et al. 2012, Matos et al. 2013). Esta é dominada por um regime de alternânciade brisa marítima e terrestre que colocou certas dificuldades. Para obviar a estas, recorre-se,novamente, ao modelo SWAN para a simulação do estado de mar, mas com um domínio decálculo alargado, um campo de ventos, obtido na estação meteorológica de Macau, diferente ecom a introdução da interacção das ondas e correntes. Estas são provenientes do modelohidrodinâmico SISBAHIA desenvolvido na referida Universidade. O forçamento ao largo é obtidorecorrendo ao modelo Wavewatch III. Para a verificação das simulações, utilizaram-se mediçõesde sensores AWAC para o período de 11 a 12 de Dezembro de 2010, em dois pontos distintos damalha computacional.

Os modelos Lagrangianos de tipo Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) apresentam-se como uma alternativa interessante para modelar a interação entre ondas e estruturas costeiras e marítimas. Estes modelos permitem representar corretamente a física dos fenômenos. No entanto, como qualquer modelo numérico, a precisão dos resultados depende fortemente da resolução, i.e. da dimensão das partículas. O estudo de análise da convergência com a resolução, para a elevação da superfície livre e o galgamento, mostra assim que a convergência é obtida para resoluções diferentes em função do tipo de fenômeno analisado e para resoluções mais finas quando a não-linearidade dos fenômenos aumenta. Os resultados numéricos foram comparados com os dados experimentais obtidos em canal de ondas evidenciando a convergência quer da elevação de superfície livre quer do galgamento com a resolução.

A geração e propagação de ondas de vento em lagos de barragens de grande dimensãopode por em causa a segurança da navegação interior bem como contribuir para aocorrência de fenómenos erosivos nas margens desses lagos. É, por isso, muito importantea correta estimação dessas ondas de vento e o desenvolvimento de metodologias eferramentas capazes de promover a sua monitorização e a previsão atempada dessasondas de modo a minimizar as suas consequências do ponto de vista económico eambiental.É, neste âmbito, que se insere o trabalho que está a ser desenvolvido para o lago dabarragem de Ilha Solteira no estado de São Paulo, Brasil, onde um vasto conjunto de dadosin situ (ventos, ondas, correntes e sedimentos) está a ser coletado desde 2007 assim comose iniciaram as aplicações de modelos numéricos de geração e propagação de ondas.Nesta comunicação, apresenta-se a comparação das estimativas produzidas pelo modelonumérico SWAN, utilizando a caracterização do vento obtida a partir do Anemómetro 2Dsônico instalado no lago da barragem de Ilha Solteira, com as medições da elevação dasuperfície livre obtidas com o sensor de pressão instalado a 1 m da superfície e 8 m deprofundidade local para um período de 2 meses (janeiro e fevereiro de 2011).As comparações efectuadas mostram a capacidade do modelo SWAN em reproduzirglobalmente as características de agitação verificadas no lago em função da boaconcordância entre os valores experimentais e os resultados do modelo numérico, onde em97% dos casos se obteve um índice de concordância (IC) de 73%.

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Uniform flows over circular cylinders in different arrangements appear in manypractical situations. Analyses of side-by-side, tandem and staggered arrangements have shownsignificant differences among flow parameters and the interaction of the flow and the cylinder,by comparison with single cylinder parameters. This paper describes the study of two circularcylinders in tandem arrangement subject to bi-dimensional uniform laminar flows at lowReynolds numbers from 90 to 140. Cases with distance between cylinders equal to 5.25diameter for both fixed cylinders and for a fixed upstream cylinder and a downstream oneelastically mounted in transversal direction are analysed. The numerical model Ifeinco, whichis based on the finite element method and uses a partitioned scheme that considers two-wayinteraction of fluid flow and structure, is employed in the analysis. The fluid flow model usesa semi-implicit two-step Taylor-Galerkin method to discretize the Navier-Stokes equations andthe arbitrary Lagrangean-Eulerian formulation to follow the cylinder motion. The analysis ofthe cylinder movement is carried out by using one DOF dynamic equation for the transversedirection discretized in time by the implicit Newmark method. For both fixed cylinders,differences in terms of lift and drag coefficients and Strouhal number are found by comparisonwith the ones of the single cylinder. When the downstream cylinder is elastically mounted, alock-in phenomenon is observed in a range of Reynolds numbers, characterized by thediscontinuity of the lift and drag coefficients, vortex vibration and natural frequenciesapproximation and increase in vibration amplitude.

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