Artigos de Revista
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Applying the SAFEPORT system in a storm situation
This paper presents an application of the SAPORT safety system. It consists of a forecast and early warning system for emergency situations related to navigation, berthing, and morning in port areas.
Ano: 2022
Autor(es): Gomes, A.; Pinheiro, L.; Fortes, C. J. E. M.; Santos, J. A.
Editor: Guedes Soares & Santos
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Avaliação do espraiamento por analise de vídeos de ensaios em modelo físico
O objetivo deste trabalho é a comparação de duas metodologias utilizadas na avaliação do espraiamento durante os ensaios em modelo físico bidimensional realizados no âmbito do projeto BSafe4sea. As metodologias utilizadas foram a tradicional de medição da altura de espraiamento com uma sonda resistiva e uma metodologia baseada em análise de vídeos, tendo sido avaliado o seu desempenho para uma das condições de teste
Ano: 2022
Autor(es): Fortes, C. J. E. M.; Andriolo, U.; Lemos, R.; MANTA, A.
Editor: PIANC
Keywords: Ensaios em modelo físico; BSafe4sea
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Caraterização da agitação marítima e das sobrelevações em torno das obras de expansão e requalificação do Porto Inglês (Ilha do Maio
No âmbito do projeto das
Ano: 2022
Autor(es): Soares, R. E.; Fortes, C. J. E. M.; Neves, M. G.; Lemos, R.; Costa, C.E.B.C.; Silva, L. G.; Pinheiro, L.
Editor: 7ªs Jornadas de Engenharia Hidrográfica / 2ªs Jornadas Luso-Espanholas de Hidrografia
Keywords: Análise temporal e espetral; Sobrelevação; Porto Inglês; Agitação marítima
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Comparação de técnicas fotogramétricas na reconstituição digital do modelo físico 3D do prolongamento do molhe do Porto de Sines
Neste trabalho são apresentados os resultados da comparação entre três metodologias para obtenção de modelos tridimensionais de superfície, aplicadas à situação específica do modelo físico 3D do prolongamento do molhe leste do porto de Sines.
Ano: 2022
Autor(es): Capitão, R.; Lemos, R.; Fortes, C. J. E. M.
Editor: PIANC
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Damage Evolution Prediction during 2D Scale-Model Tests of a Rubble-Mound Breakwater: A Case Study of Ericeira
Melby presents a formula to predict damage evolution in rubble-mound breakwaters whose armour layer is made of rock, based on the erosion measured in scale-model tests and the characteristics of the incident sea waves in such tests. However, this formula is only valid for armour layers made of rock and for the range of tested sea states. The present work aims to show how the Melby methodology can be used to establish a similar formula for the armour layer damage evolu tion in a rubble-mound breakwater where tetrapods are employed. For that, a long-duration test series is conducted with a 1:50 scale model of the quay section of the Ericeira Harbour breakwater. The eroded volume of the armour layer was measured using a Kinect position sensor. The damage parameter values measured in the experiments are lower than those predicted by the formulation for rock armour layers. New
Ano: 2022
Autor(es): Lemos, R.; Santos, J. A.; Fortes, C. J. E. M.
Revista: Modelling
Editor: MDPI
Keywords: rubble-mound breakwater; damage evolution; position sensor
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Desempenho de um dispositivo de aproveitamento da energia das ondas do tipo coluna de água oscilante integrado em três tipos de estruturas de proteção portuária
Os dispositivos de aproveitamento da energia das ondas do tipo Coluna de Água Oscilante (CAO) podem ser inseridos em proteções portuárias, tais como os quebra-mares verticais e de talude e quebra-mares sobre estacas. Assim, a interação entre a onda incidente e a estrutura na qual o dispositivo de aproveitamento da energia das ondas é integrado é significativamente diferente, já que, no caso de um quebra-mar vertical, a estrutura é impermeável e que, no caso de um quebra-mar de talude, a estrutura é porosa. O desempenho do dispositivo de CAO para estas três configurações é analisado para um intervalo de período de onda incidente regular entre 6 e 12 s e uma altura de onda de 1 m. O dispositivo de CAO integrado no quebra-mar vertical apresenta o maior desempenho (potência pneumática máxima de 70 kW), sendo que a potência pneumática é globalmente 3 % maior do que a do CAO inserido no quebra-mar de talude (potência pneumática máxima de 67,4 kW). O desempenho do dispositivo de CAO integrado no quebra-mar sobre estacas é similar ao do dispositivo em quebra-mar vertical para os períodos de onda inferiores a 9 s, mas apresenta uma perda de eficiência significativa para períodos de onda maiores.
Ano: 2022
Autor(es): Didier, E.; Teixeira, P.
Editor: ENMC, XIII ECTM
Keywords: RANS; Modelagem numéric; Quebra-mar vertical; Quebra-mar de talude; Coluna de água oscilante
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Determinação do espraiamento em quebra-mares de talude através da metodologia TimeStack e através de sonda resistiva. Uma análise comparativa
O objetivo deste trabalho é a comparação de duas metodologias utilizadas na avaliação do espraiamento durante os ensaios em modelo físico bidimensional dos quebra mares de proteção dos portos de Peniche e da Ericeira, realizados no âmbito do projeto BSafe4sea. As metodologias utilizadas foram a tradicional medição da altura de espraiamento com uma sonda resistiva e uma metodologia baseada em análise de vídeos, tendo sido avaliado o seu desempenho para diversas condições de teste. Em relação aos resultados obtidos, em termos de Ru2% e Rumax, verificou-se que o andamento e a ordem de grandeza dos valores obtidos com as duas técnicas eram bastante semelhantes, embora os valores obtidos pela análise do vídeo tenham sido, em geral, superiores aos obtidos pela sonda. Constatou-se, assim, que a técnica de imagem de vídeo é uma alternativa viável para medir o espraiamento. Recomenda-se, no entanto, o uso de luz difusa durante os testes, bem como a instalação fixa da câmara, para melhorar a precisão dos resultados obtidos com esta técnica.
Ano: 2022
Autor(es): Lemos, R.; Fontes, R.; Fortes, C. J. E. M.; Andriolo, U.; Rito, J.
Editor: XXV ENMC
Keywords: Quebra-mar; Modelo Físico; TimeStack; Análise de video; Espraiamento
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Energy assessment of potential locations for OWC instalation at the Portuguese coast
This work aims to determine the exploitable wave energy resource at five potential sites close to harbour pro tection facilities at the Portuguese coast, namely at the Azores archipelago, at Madeira Island and at Sines, on the coast of mainland Portugal. For that purpose, a third-generation wave model SWAN is used to transfer the offshore estimates of sea wave conditions to those points over the last 40 years. Sea states and wind fields are provided by the climate reanalysis datasets ERA5
Ano: 2022
Autor(es): Anastas, G.; Santos, J. A.; Fortes, C. J. E. M.; Pinheiro, L.
Revista: Renewable Energy
Editor: Elsevier
Volume:
nº 200.
Keywords: OWC; Energy assessment
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Ensaios em Modelo Físico para Análise do Surf na Praia da Vagueira
Para determinadas condições de agitação marítima e nível de maré, são frequentes os eventos de galgamentos costeiros no aglomerado urbano e a ocorrência de problemas de erosão em certas zonas da praia da Vagueira. Para contrariar esta situação, foram efetuados no LNEC (a pedido da Agência Portuguesa do Ambiente, APA) um conjunto amplo de estudos em modelo numérico e físico para caraterizar e analisar a viabilidade de um quebra-mar destacado (QMD) multifuncional em frente à Praia da Vagueira. Os objetivos estabelecidos para esse QMD multifuncional foram que contribuísse para reduzir o risco de galgamentos costeiros no aglomerado urbano da Praia da Vagueira, promover o acréscimo do areal da praia emersa em frente à defesa aderente, reforçando a defesa natural contra a erosão e inundação costeira, e potenciar a criação de ondas de referência para o surf, e consequente reforço da economia associada a esta atividade. Na vertente do surf e dos estudos de modelação física, foram efetuados um conjunto de ensaios em modelo físico 3D para analisar as condições hidrodinâmicas em torno de um quebra-mar destacado (QMD) submerso, Sancho et al. (2021) e Mendonça et al. (2022). Testaram-se condições de agitação regular e irregular, com períodos de 10 s e 12 s, e alturas de onda de 1.5 a 2.0 m, para o nível de maré correspondente ao nível médio, NMM=+2.17 m (ZH). No seguimento daqueles trabalhos que, entretanto, finalizou, foram efetuados ensaios complementares considerando níveis de maré de preia-mar e de baixa mar. No presente trabalho descrevem-se os ensaios de hidrodinâmica realizados para estes 2 níveis de maré e analisa-se a influência de diferentes condições de agitação e níveis de maré nas condições de rebentação da onda e nos parâmetros de surfabilidade (amplificação de onda, comprimento da linha de rebentação e tipo de rebentação).
Ano: 2022
Autor(es): Mendonça, A. C.; Fortes, C. J. E. M.; Duarte, F.; Reis, R.; Costa, C.E.B.C.; Caeiro, C.
Editor: 7as Jornadas de Engenharia Hidrográfica / 2as Jornadas Luso-Espanholas de Hidrografia
Keywords: Ensaios 3D; Vagueira; Surf; Quebra-mar destacado
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Estimativa do dano no manto resistente de quebra-mares de taludes, baseada no volume erodido. O caso do quebra-mar de Ponta Delgada
Na sequência dos estragos causados pelo furacão Lorenzo no molhe principal do porto de Ponta Delgada, foi elaborado um projeto de reparação do mesmo, tendo havido necessidade derealização de ensaios em modelo físico tridimensional com o objetivo de avaliar a estabilidade da solução projetada.
Ano: 2022
Autor(es): Lemos, R.; Fortes, C. J. E. M.; Silva, L. G.; Pinheiro, L.; Luis, L.
Editor: PIANC
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Comunicações
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Analytical and numerical modelling of wave dissipation over rigid and flexible vegetation in a flume: Drag coefficient calibration
Coastal vegetation can contribute to protect the coasts from sea wave action, as controlling local biology and morphodynamics. A common way to estimate the wave energy dissipation over vegetation is to use the Mendez and Losada (2004) analytical formulation in combination with the calibrated bulk drag coefficient parameter (CD). However, an excessive range of CD values is found in the literature related to same Reynolds (Re) or Keulegan-Carpenter (KC) numbers. This may be due to a lack of universality of the empirical equations proposed and/or limitations of the analytical model. The numerical model SWASH (Zijlema et al., 2011) characterises wave dissipation over vegetation fields (Suzuki et al., 2019, 2022; Reis et al., 2020) considering the influence of the drag, inertia, and porous effects on cylindrical structures. Potentially, SWASH offers enhanced capacities to describe the physical processes involved and to calibrate associated CD values. Wave dissipation over vegetation data was collected by performing laboratory flume experiments, enabling an ideal control of the study conditions. The analytical formulation and the SWASH numerical model are applied to estimate the wave dissipation obtained in the experiments, through the calibration of the CD.The objective of this study is to investigate: i) how the analytical and SWASH models can represent the experimental wave dissipation, and ii) the calibrated CD values obtained from each modelling approach.
Ano: 2024
Autor(es): Reis, R.; Fortes, C. J. E. M.; Suzuki, T.
Editor: IARH
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Exploring Wave-Vegetation Interaction At Blade Scale: A Comprehensive Analysis Of A Flexible Cylinder Through Experimental Data And A Direct Numerical Simulation
Aquatic vegetation in the littoral zone, particularly seagrass, is gaining increasing recognition for its net positive impact on the hosting environment. This recognition is rooted in its capacity to absorb wave energy, regulate water flow, and manage nutrient levels, sedimentation and accretion. Thus, there is a growing interest in integrating seagrass as a key component of a comprehensive climate-conscious strategy (Ondiviela et al., 2014). An effective approach to quantify the positive potential of seagrasses in altering coastal wave dynamics is by using numerical models. These numerical models operate at various spatio- temporal scales, ranging from large domains and multiple years to just a few regular waves in high resolution CFD numerical simulations. Zeller et al. (2014) classified these models, operating at different scales into three categories, each addressing the wave-vegetation interaction at a distinct scale: (1) blade scale, (2) meadow scale, and (3) ecosystem scale. The aim of the present study is to investigate the interaction between waves and vegetation at the blade scale. The primary objectives are two: first, to introduce a direct numerical technique that involves a two-way coupling between a fluid solver and a structural solver, and second, to present novel experimental data for a single flexible cylinder (Reis, 2022) serving as validation for the present (and future) numerical model(s).
Ano: 2024
Autor(es): El Rahi, J.; Reis, R.; Martinez, E.; Tagliafierro, B.; Dominguez, J.M.; Crespo, A.J.C.; Stratigaki, V.; Suzuki, T.; Troch, P.
Editor: CoastLab24
Keywords: DualSPHysics; Direct numerical modell; Flexible vegetation; Wave-vegetation interaction
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Análise vídeo para a determinação do espraiamento e do galgamento em modelos físicos de quebra-mares
O objetivo do presente trabalho foi avaliar o desempenho da metodologia de análise de vídeo Timestack na estimativa do espraiamento e na identificação de eventos de galgamento em modelos físicos de quebra-mares de talude com manto resistente composto por cubos Antifer.No primeiro caso, foi avaliado o espraiamento num modelo físico tridimensional do quebra-mar de taludes, para condições de agitação com incidência frontal e oblíqua relativamente ao talude. No segundo caso, identificaram-se os eventos de galgamento considerando ensaios realizados num modelo físico bidimensional do quebra-mar de taludes. Todos os casos de teste realizados mostraram resultados muito satisfatórios, evidenciando a versatilidade da técnica.
Ano: 2023
Número Páginas:
4p..
Autor(es): Lemos, R.; Fortes, C. J. E. M.; Mendonça, A.C.; Andriolo, U.
Editor: PIANC
Keywords: Galgamento; Espraiamento; Análise de video; Timestack
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Analysis of run-up and overtopping in coastal protection structures: video-monitoring techniques
Marginal protection structures or adherent longitudinal defenses, whose main function is to mitigate overtopping, are structures parallel to the coast. They are intended to serve as protection and shelter against flooding, due to overtopping, dissipating wave energy in their interaction with the structure, and in areas strongly affected by coastal erosion, minimizing the risk of damage to roads, walkways or buildings in the proximity.The evaluation of run-up and overtopping in marginal protection structures is determined according to the conditions of incident sea agitation and the characteristics of the structure, being fundamental for the design of new structures and in the verification of the safety of existing structures.
Ano: 2023
Autor(es): Mendonça, A.C.; Lemos, R.; Fortes, C. J. E. M.; MARTINS, R.; Ferrão, R.; Jónatas, R.
Editor: IAHR
Keywords: Overtopping; Run-up; Marginal protection
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Aplicação do Safeport no porto de Sines durante a tempestade Dora
O SAFEPORT é um sistema de previsão e alerta de perigos associados a navegação dentro do Porto de Sines. Este documento apresenta uma aplicação deste sistema, mais especificamente, descreve a modelação numérica que permitiu simular o comportamento de três navios amarrados em três terminais do Porto de Sines, sob as condições de agitção marítima causadas pela tempestade Dora. Os alertas emitidos aos movimentos dos navios e às forças exercidas nos seus cabos de amarração permitiram concluir que o sistema SAFEPORT é capaz de prever e emitir alertas em situações potencialmente perigosas.
Ano: 2023
Número Páginas:
208-210pp.
Autor(es): Gomes, A.; Pinheiro, L.; Fortes, C. J. E. M.; Santos, J. A.; Guedes Soares, C.
Editor: APRH
Keywords: Tempestade Dora; Navios amarrados; SAFEPORT; Propagação de ondas; Modelos numéricos
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Assessment of 3D reconstruction techniques in physical models
Damage progression in wave-exposed physical models of rubble-mound breakwaters can be assessed using two methods: traditional quantification of armor element movements or newer approaches involving non-intrusive surveys, utilizing photogrammetry, RGB sensors, Time of Flight depth sensors, and LiDAR laser scanning sensors to determine eroded volumes and depths between consecutive armor layer surveys. These techniques allow for the creation of three-dimensional surface models with varying accuracy, depending on survey conditions and post-processing methodologies. The performance, suitability, and usability of these techniques in assessing damage progression are comparatively evaluated. Furthermore, the advantages and disadvantages of each technique are identified, and a sensitivity analysis is presented for each one.
Ano: 2023
Número Páginas:
70-70pp.
Autor(es): Capitão, R.; Lemos, R.; Fortes, C. J. E. M.; Jónatas, R.
Editor: Yildiz Technical University
Keywords: Damage quantification; 3D reconstruction; Surveys; Physical modeling
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Avaliação da estabilidade do quebra-mar destacado do Porto Inglês
No âmbito do projeto das obras de expansão e requali
Ano: 2023
Número Páginas:
245-247pp..
Autor(es): Soares, R. E.; Fortes, C. J. E. M.; Lemos, R.; Costa, C.E.B.C.; Silva, L. G.; Pinheiro, L.; Neves, M. G.
Editor: APRH
Keywords: Accropodes II; Dano; Agitação
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Avaliação de desempenho de técnicas de reconstituição 3D aplicadas a modelos físicos de quebra-mares
A avaliação da evolução dos danos causados pela agitação incidente em modelos físicos de quebra-mares de taludes pode ser efetuada através da quantificação de movimentos e quedas dos elementos do manto resistente (métodos tradicionais), ou pela determinação de volumes e profundidades erodidas entre levantamentos consecutivos dos respetivos taludes (métodos mais atuais). Para se efetuarem esses levantamentos dos taludes, podem aplicar-se técnicas fotogramétricas com sensores RGB, sensores de profundidade baseados na metodologia ToF (Time of Flight) e sensores de laser LiDAR (Light Detection And Ranging).No presente trabalho, aplicam-se essas técnicas ao modelo físico do quebra-mar do porto da Ericeira, que está presentemente a ser ensaiado no LNEC, e avalia-se, comparativamente, o respetivo desempenho, adequabilidade e usabilidade na determinação da evolução dos danos, identificando vantagens e desvantagens de cada uma destas técnicas.
Ano: 2023
Número Páginas:
4p..
Autor(es): Capitão, R.; Lemos, R.; Fortes, C. J. E. M.; Jónatas, R.
Editor: PIANC
Keywords: Quantificação de danos; Reconstituição 3D; Levantamentos; Modelação física
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Cálculo do galgamento na praia da Vagueira utilizando o modelo SWASH
A praia da Vagueira está localizada no Município de Vagos, distrito de Aveiro e é protegida por uma estrutura de defesa frontal aderente que foi requali
Ano: 2023
Número Páginas:
222-224pp..
Autor(es): CORREIA, J.; Neves, M. G.; Zózimo, A. C.; ROSA, G.
Editor: APRH
Keywords: Barra-fossa; Modelo numérico; Espraiamento
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Evolução do dano do manto protetor do quebra-mar de talude do porto da Ericeira: análise probabilística
O projeto
Ano: 2023
Número Páginas:
321-323pp..
Autor(es): Mendonça, A.C.; MACHADO, B.; Reis, M. T. L. G. V.; Santos, J. A.; Fortes, C. J. E. M.; Lopes, N.D.J.; Prior A.F.M.S.P.
Editor: APRH
Keywords: Modelo de previsão da evolução do dano; Latin Hypercube Sampling; Métodos estatísticos; Estabilidade de mantos; BASAFE4SEA
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Capítulos de Livros
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Multi-functional artificial reefs for coastal protection
N/A
Ano: 2009
Número Páginas:
153-210 pp.
Autor(es): Voorde, M.; Antunes do Carmo, J.; Neves, M. G.
Editor: Ch. A. Hudspeth, T. E. Reeve
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Teses de Doutoramento
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Physical and Numerical Modelling of Wave Propagation Over Vegetation
Os efeitos das alterações climáticas aumentaram a necessidade de investigar a capacidade da vegetação em atenuar a força das ondas, nas zonas costeiras. Apoiando-se em modelação física, analítica e numérica da propagação de ondas sobre vegetação, este estudo teve como objetivos: i) analisar a diferença na dissipação de ondas sobre campos de vegetação rígida e flexível, ii) caracterizar o movimento de vegetação flexível, iii) estimar o coeficiente de arrasto de vegetação rígida e vegetação flexível, e iv) analisar a influência da flexibilidade (movimentoda vegetação) e da força de inércia no coeficiente de arrasto.
Ano: 2022
Autor(es): Reis, R.
Editor: IST
Keywords: Propagação/Dissipação de ondas; Análise de imagem; Movimento da vegetação; Coeficiente de arrasto; Vegetação flexível
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Modelação numérica da propagação de ondas e do comportamento de navios amarrados no interior de portos
Na presente dissertação, desenvolveu-se uma metodologia para caracterização do movimento de um navio amarrado no interior de portos na presença de um campo de ondas. Esta metodologia consiste em utilizar vários modelos numéricos para caracterizar convenientemente: a) a propagação das ondas desde o largo até ao local de acostagem; b) a modificação das características das ondas no interior do porto; c) a ação das ondas sobre o navio; d) a resposta do navio; e) as forças resultantes no sistema de marração. Os modelos utilizados são:· SWAN: modelo não linear espectral para simular a propagação de ondas em zonas costeiras extensas;· DREAMS: modelo linear para simular a propagação de ondas em zonas costeiras abrigadas;· BOUSS-WMH: modelo não linear para simular a propagação de ondas regulares e irregulares em zonas costeiras abrigadas;· GMALHA: gerador de malhas de elementos finitos triangulares;· WAMIT®: que resolve, no domínio da frequência, os problemas de radiação e de difração na interação de um corpo flutuante livre com as ondas;· NPP: gerador de painéis planos sobre o casco do navio;· HYDRO: que transforma os resultados da interação do corpo flutuante livre com as ondas do domínio da frequência para o domínio do tempo;· BAS: que resolve as equações de movimento de um navio amarrado.O desempenho do modelo BOUSS-WMH, em situações de grande não linearidade, foi analisado através da simulação de quatro casos de teste também simulados em laboratório. O BOUSS-WMH provou ser um modelo robusto capaz de representar a deformação da superfície livre de forma adequada, embora, em zonas com forte não linearidade, tenha apresentado algumas limitações, nomeadamente na formaçãode harmónicas de ordem superior à terceira. Verificou-se que os resultados numéricos tendiam a sobrestimar os valores da altura de onda em zonas pouco profundas.Para minorar estas limitações e tornar o modelo mais robusto, fiável e adequado para ser aplicado em casos reais, foram adicionados e implementados novos termos às equações do modelo BOUSS-WMH, nomeadamente, a reflexão parcial, o atrito de fundo e a rebentação (fenómenos físicos inerentes às águas pouco profundas e zonas confinadas).A reflexão parcial foi implementada a partir da adição de um termo de viscosidade na equação de conservação da quantidade de movimento. O modelo com reflexão parcial foi aplicado a dois casos de teste, sendo um deles um caso real (Porto de Vila do Porto, ilha de Santa Maria, Açores), e os resultados foram comparados com medições em ensaios em modelo físico. Verificou-se que a implementação da reflexão parcial diminui em 44% o erro médio quadrático face à simulação com fronteiras totalmente refletoras.O atrito de fundo foi implementado a partir da adição de um termo representativo da tensão tangencial de fundo à equação de conservação da quantidade de movimento. O modelo com atrito de fundo foi aplicado a dois casos de teste, sendo um deles um caso real (Praia de Faro). Verificou-se que a introdução do atrito de fundo dissipa energia como pretendido e reduz as instabilidades numéricas.A rebentação foi implementada com a introdução de um termo de viscosidade turbulenta. Dois critérios distintos foram introduzidos para definir o início e o final da rebentação: a) FSA, baseado na aceleração da elevação da superfície livre; b) RTFN, baseado no número Froude relativo da cava. O modelo com rebentação foi aplicado a três casos de teste estudados em laboratório. A comparação dos resultados do modelo com as medições dos ensaios físicos permite dizer que, de um modo geral, o modelo numérico simula muito bem a localização da rebentação, bem como a dissipação de energia a ela associada. O critério de rebentação baseado no método de RTFN tende a sobrestimar a altura das ondas, mas apresenta índices de concordância maiores do que os obtidos com o critério FSA. A vantagem deste método reside no menor número de parâmetros a calibrar. Os resultados alcançados foram muito bons, dada a complexidade do fenómeno de rebentação das ondas e a simplicidade dos termos utilizados na sua modelação.O gerador GMALHA também foi alvo de melhoramentos nos algoritmos de geração, de forma a possibilitar a existência de ilhas no interior do domínio de cálculo.O modelo numérico WAMIT® foi desenvolvido para aplicações em mar aberto sem muitas estruturas refletoras próximas do navio. Todas as estruturas devem ser discretizadas, o que aumenta exponencialmente o esforço computacional exigido, e são obrigatoriamente totalmente reflectoras. Ora esta é uma limitação importante quando se está no interior de um porto, primeiro devido às dimensões e depois devido às fronteiras parcialmente refletoras. Assim, o modelo WAMIT® foi modificado de modo a incluir as características das ondas modeladas previamente com um dos modelos de propagação. Foram desenvolvidas duas novas rotinas HASK_D e HASK_B, respetivamente para o modelo linear DREAMS e para o modelo não linear BOUSS-WMH. Estas rotinas e as modificações ao modelo WAMIT® foram validadas com a aplicação a casos simples onde o modelo WAMIT® original também podia ser aplicado. A presença de um campo de ondas difratadas pela presença de uma estrutura fixa foi simulada com sucesso. Existem diferenças pouco significativas, principalmente nas altas frequências. Uma explicação para estas diferenças relaciona-se com o facto de que as ondas com períodos baixos apresentam maiores instabilidades numéricas à medida que diminui o número de pontos por comprimento de onda na malha de elementos finitos.Com o intuito de facilitar o tratamento da informação, que, num estudo deste género, tem um volume e complexidade consideráveis, foram desenvolvidas interfaces para cada um dos modelos e estes foram acoplados numa ferramenta integrada
Ano: 2015
Autor(es): Pinheiro, L.
Keywords: Elementos finitos; Navios amarrados; Propagação de ondas; SWAMS; Forças de difração; Modelos numéricos; Portos
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Modelação Numérica da Rebentação das Ondas. Sistema Integrado de Modelação da Agitação Marítima
Esta dissertação divide-se em duas partes principais, uma dedicada ao desenvolvimento e validação de um novo modelo numérico para a propagação de ondas fracamente não lineares com a inclusão da dissipação de energia por rebentação, e uma dedicada ao desenvolvimento de um sistema integrado de modelação da agitação marítima em zonas costeiras e portuárias, GUIOMAR, para a utilização simplificada de modelos de propagação de ondas e para o apoio à tomada de decisão em estudos de engenharia costeira (quer correntes, quer situações de emergência).Na primeira parte, as equações de Beji e Nadaoka (1997a,b), são extendidas de forma a incluírem dissipação de energia por rebentação, através da consideração das tensões de Reynolds na equação da conservação da quantidade de movimento e da dedução de uma formulação alternativa da equação não linear de declive suave dependente do tempo. O modelo desenvolvido neste trabalho é aplicado a três testes de ensaios em modelo físico, que abrangem praias de declive constante e um perfil barra-fossa. Os testes efectuados permitiram seleccionar o critério de rebentação e definir regras para a determinação dos valores para as condições críticas de início e de fim da rebentação, calibrar o valor a atribuir ao parâmetro dos termos dissipativos e estabelecer regras para a sua definição, assim como para avaliar o desempenho do modelo. Foram obtidos bons resultados, embora o empolamento da onda tenha sido subestimado. Verificou-se uma estreita relação entre o valor a utilizar para a condição crítica de início da rebentação e a declividade da onda à entrada do domínio de cálculo, e entre o valor óptimo para o parâmetro dos termos dissipativos e o número de Ursell à entrada do domínio.Na segunda parte, apresenta-se a estrutura do sistema GUIOMAR, assim como as interfaces suas constituintes. O sistema GUIOMAR permite a utilização simplificada de modelos de agitação marítima, incluindo a construção, manipulação e visualização de dados e resultados. Estes factores contribuem para a sua afirmação como uma ferramenta de apoio à tomada de decisão em estudos de engenharia costeira e portuária. Foca-se também a avaliação das variabilidades de origem geográfica nos resultados dos modelos, nomeadamente as associadas à escala e resolução dos dados batimétricos utilizados, aos métodos de interpolação mais comuns e à subjectividade inerente à definição das linhas de costa. Da análise do comportamento dos modelos de agitação marítima constatou-se a necessidade de ter em atenção no respectivo estudo, aos dados de batimetria utilizados e às interpolações a que se recorre. São delineadas sugestões/recomendações para um futuro utilizador do sistema GUIOMAR aquando da utilização de métodos de interpolação.
Ano: 2010
Autor(es): Zózimo, A. C.
Keywords: Zonas portuárias e costeiras; Variabilidades de origem geográfica; Sistema integrado; Sistema de informação geográfica; Modelação numérica da rebentação das ondas; Equação não linear de declive suave dependente do tempo
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Contribution to the design of Multi-Functional Artificial Reefs
Portugal is one of many countries in the world that suffers from coastal erosion.Conventional ways of protecting a coastline appear to entail some disadvantages. Aninnovative and interesting way of protecting a local coastal zone by means of multifunctionalartificial reefs avoids some of them. A multi-functional artificial reef is asubmerged breakwater which, besides the helping to protect the local coastline, canoffer other purposes; in particular, it may enhance the surfing possibilities and theenvironmental value of the local area. The structure has several positive side-effects:first, it provides an unimpaired visual amenity; second, it offers tourist and economicbenefits by improving the surfing conditions; third, it can enhance the environmentalvalue of the area where it is built, and fourth, with a proper design the down drifterosion can be minimal.An optimal reef design for the Leirosa beach, located to the south of Figueira da Foz,midway along the Portuguese West Atlantic coast, is investigated. In order to achievethis optimal design several steps were conducted. A preliminary design, as a result of atheoretical study, achieved step by step, is proposed for a multi-functional artificial reefmaking use of the theory and of the state of the art. The proposed reef geometry is usedas initial design in the numerical and physical tests, which were executed to analyze thecapacity of a multi-functional reef breakwater to protect the local coastline of Leirosa,Portugal, and to increase the local surfing possibilities. Further, a physical and anumerical 2DV study have been executed to get insight in the influence of the length ofthe reef and in the submergence on the Iribarren number, which is an indication for thebreaker type. In this study, also the optimum height for the reef has been defined.Subsequently, in order to be able to investigate the three design parameters: the reefangle, the geometry of the reef (with or without a platform) and the horizontaldimensions in 2DH for the optimal geometry, the Boussinesq-type COULWAVE modelwas validated; finally, a 2DH numerical study has been conducted with COULWAVEto define the best values for these parameters.In terms of surfability, and for the conditions of the local coastline of Leirosa, thefollowing values for the main parameters were found: a reef angle of 66°, a structureheight of 3.20 m, a reef geometry composed by a delta without platform, a reefsubmergence of 1.50 m and a structure seaward slope of 1:10.The calibration of the numerical model COULWAVE has shown that it can be usedvery well to simulate the hydrodynamics around an MFAR. However, improvementsare recommended on the actual version of COULWAVE. These improvements includemainly the introduction of bottom porous structures. Even though the mean velocityfields give an indication about the sediment transport, they are not sufficient to get a deep insight about the influence of an MFAR on the morphology around the structure.For a proper design of the reef, particularly for the protection of a local coastline, amorphological study has to be executed. / Portugal é um dos muitos países no mundo que sofre os efeitos adversos da erosãocosteira. É sabido que as formas convencionais de protecção costeira apresentamalgumas desvantagens. Uma forma particularmente interessante de proteger oucontribuir para a protecção local de um troço da zona costeira, minimizando algumasdas desvantagens das estruturas tradicionais, é através da construção de recifesartificiais multi-funcionais. Um recife artificial multi-funcional é um quebra-marsubmerso construído com objectivos de ajudar a proteger localmente a zona costeira eoferecer outras valências, nomeadamente, aumentar as possibilidades locais para aprática de surf e contribuir para a valorização ambiental da região.Um recife artificial com estas características apresenta diversos aspectos positivos. Comefeito, esta estrutura: (1) não tem qualquer impacto visual negativo; (2) oferece osbenefícios económicos resultantes da atracção turística, ao melhorar as condições locaispara práticas de surf e/ou outros desportos náuticos (mergulho e pesca); (3) permiteaumentar o valor ambiental da região, e (4) com um projecto adequado permite reduzirao mínimo os efeitos adversos da erosão local ou prolongar mesmo a praia por efeito detômbolo.Neste trabalho são investigados os parâmetros característicos de um recife artificialmulti-funcional, tendo como caso de estudo um troço da zona costeira da Leirosa,situado a cerca de 15 km a sul da Figueira da Foz, Portugal. Para obter as característicasóptimas da estrutura a construir foram realizados vários estudos ao longo de diversasetapas. Como resultado do estado da arte e de um estudo teórico, realizado passo apasso, é proposta uma geometria preliminar de recife artificial multi-funcional. Estageometria preliminar do recife é em seguida utilizada como projecto inicial de diversostestes em modelo numérico e em modelo físico para analisar a sua capacidade naprotecção da praia e do cordão dunar da Leirosa e, em simultâneo, analisar aspossibilidades locais para a prática de surf.Além dos testes realizados em modelo físico, foi efectuado um estudo numéricoutilizando o modelo 2DV COBRAS-UC para obter informações sobre a influência docomprimento do recife e da submersão do mesmo no número Iribarren, sendo este umparâmetro que fornece uma boa indicação do tipo de rebentação a esperar. Neste estudofoi igualmente investigada a altura ideal para o recife. Posteriormente, procedeu-se àvalidação de um modelo numérico 2DH do tipo Boussinesq, o modelo COULWAVE,tendo como objectivo analisar a influência de três parâmetros de projecto com particulardesenvolvimento no plano horizontal: o ângulo do recife, a geometria do recife (com ousem plataforma) e as suas dimensões horizontais. Uma vez validado, foi este modelo numérico utilizado para analisar a influência daqueles parâmetros e identificar os seusvalores mais adequados para a definição de uma geometria optimizada do recife.Em termos de características para a prática de surf, e para as condições locais do litoralda Leirosa, foram identificados os seguintes valores para os principais parâmetros: umaestrutura de recife com ângulo de 66º, altura de 3.20 m e uma geometria composta porum delta sem plataforma, uma submersão do recife de 1.50 m e um declive de barlamarda estrutura de 1:10.A calibração do modelo numérico COULWAVE mostrou que este pode ser usado comsucesso para simular a hidrodinâmica em torno de um recife artificial multi-funcional.No entanto, recomendam-se melhorias na actual versão deste modelo. Tais melhoriasincluem principalmente a possibilidade de modelação com fundos porosos. Embora oscampos da velocidade média forneçam uma primeira indicação sobre o transporte desedimentos, esta informação não é por si só suficientemente profunda para obterconclusões definitivas quanto à influência de uma estrutura com estas característicassobre a morfologia local. Para uma concepção mais adequada da estrutura final dorecife, em particular para efeitos de protecção costeira, deverá ser elaborado um estudomorfodinâmico.
Ano: 2009
Autor(es): Voorde, M.
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Transformações Não-Lineares De Ondas Marítimas Em Zonas Portuárias. Análise pelo Método dos Elementos Finitos. Teses e programas de investigação do LNEC
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Relatório do levantamento de perfis morfológicos do sistema praia-duna da Costa da Caparica, entre Cova do Vapor e Ribeira Foz do Rego 29 e 30 de abril de 2014
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Relatório do Trabalho Realizado pelo Bolseiro Pedro Poseiro (Janeiro 2013
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River Information Services. PIANC s Technical Brief on vessel traffic and transport management in inland waterways and modern information systems
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Observação Sistemática de Obras Marítimas. Súmula da actividade desenvolvida pelo LNEC
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Protecção da Orla Costeira da Vila das Lajes do Pico. Relatório do Grupo de Trabalho para Definição e Análise de Soluções Alternativas
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Solução Vectorizável e Parelelizável de Sistemas de Equações de Grande Dimensão Proposta para passagem à 2ª fase do projecto, financiado pela FCT, no âmbito dos Programas Operacionais Ciência, Tecnol
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Transformações Não Lineares de Ondas Marítimas em Zonas Costeiras (2ª Fase). Proposta para passagem à 2ª fase do projecto, financiado pela FCT, no âmbito dos Programas Operacionais Ciência, Tecnologi
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Autor(es): Covas, J. A.; Fortes, C. J. E. M.; Fernandes, J. L. M.; Oliveira, F. S. B. F.
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