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Study of the turbine power output of an oscillating water column device by using a hydrodynamic - aerodynamic coupled model
The availability of clean energy of wind waves is enough to meet current demand of the world, attracting researches to find devices with good performance to extract this type of energy. The oscillating water column converter is a type of device that has been extensively studied for this purpose. This paper describes a numerical analysis of an onshore oscillating water column device taking into account hydrodynamic and aerodynamic coupling, performance curves of the turbine and air pressure control by a relief valve. The numerical analyses are carried out by the Fluinco model, based on slightly compressible flow method to solve the Navier-Stokes equations, and employing the two-step semi-implicit Taylor-Galerkin method. The aerodynamic model is based on the first law of thermodynamics applied to the air column inside the chamber and on turbines similar to Pico
Year: 2016
Number Pages:
147
Author(s): Torres, F.; Teixeira, P.; Didier, E.
Editor: Elsevier
Volume:
125.
Keywords: Air pressure control; Turbine model; Oscillating water column; Wave energy; Finite element method
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Força de impacto num quebra-mar vertical: comparação entre um modelo numérico SPH e formulações empiricas
O conhecimento dos esforços resultantes da interacção de uma onda com um quebra-mar verticaltorna-se essencial no dimensionamento deste tipo de estruturas. No presente trabalho, o modelo numérico SPHyCE, baseado numa metodologia de tipo SPH - Smoothed Particle Hydrodynamics, é utilizado para o cálculo das forças num quebra-mar vertical. Para analisar a evolução das forças de impacto foram consideradas várias condições de profundidade no pé da estrutura e de altura de onda incidente abrangendo diferentes regimes de forças. A comparação dos resultados do modelo numérico com os das formulações empíricas permitiu verificar que as forças previstas são semelhantes para os casos de regime de onda parcialmente estacionária. No entanto, para o regime de forças de impacto, existem diferenças que se devem a diversos factores: i) a rebentação da onda no modelo SPHyCE pode não corresponder necessariamente à forma de rebentação prevista nas formulações empíricas; ii) no caso da rebentação com aprisionamento de ar, cuja influência no valor das forças é relevante, o modelo numérico atinge o seu limite de aplicação, pois não integra o ar e não existem formulações aplicáveis; iii) as formulações empíricas aplicáveis com rebentação dão valores claramente por excesso.
Year: 2015
Number Pages:
3-26pp.
Author(s): Didier, E.; Rodrigues, A.; Neves, M. G.; Neves, D. R.; Dias, J.
: Revista Iberoamericana de Ingeniería Mecánica
Editor: UNED
Volume:
Vol. 19, N.º 2.
Keywords: Formulações empíricas; Interacção onda-estrutura; Modelação numérica; Quebra-mar vertical; Smoothed Particle Hydrodynamics; Forças de impacto
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Physical modelling as a fundamental tool for the design of harbours and maritime structures
In this paper, a brief description of the role of physical modelling to support the design of harbours and maritime structures is presented, followed by an example of the tests carried out for the studies of the expansion of Rabo de Peixe fi shing harbour, at São Miguel
Year: 2015
Number Pages:
135-145pp.
Author(s): Reis, M. T.; Silva, L. G.; Neves, M. G.; Lemos, R.; Capitão, R.; Fortes, C. J. E. M.
: PIANC Yearbook 2014
Keywords: Rabo de peixe harbour; Maritime structures; Harbours; Physical modelling
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Propuesta de estudio de la morfología determinada por el oleaje en playas fluviales. "La Concordia" en el río Uruguay, un caso práctico
Tanto el perfil como la forma en planta de las playas fluviales vienen establecidos por numerosos factoresentre los que cabría destacar las características del sedimento y la dirección y módulo de la velocidad de la corriente en el río. Sin embargo, en ciertos casos, lejos incluso de su estuario o desembocadura, esta morfología puede estar determinada principalmente por la incidencia del oleaje pese a no tratarse de un entorno marítimo.Se presenta aquí una metodología cualitativa que nos permitirá reconocer los aspectos que influyen en la existencia de este tipo de morfologías. Para ello, se estudiará un caso particular, el de la playa de La Concordia ubicada en la margen izquierda del río Uruguay a 70 km de su desembocadura en el estuario del Rio de la Plata. Asimismo se analizará la forma en planta y se verificará que la misma está determinada por la acción del oleaje.
Year: 2015
Number Pages:
49
Author(s): Muñoz-Perez, J.; Solari, S.; Teixeira, L; Alonso, R.; Neves, M. G.
: Geo-temas
Volume:
15.
Keywords: Oleaje; Difracción; Refracción; Playas fluviales
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Sinking of concrete modules into a sandy seabed: a case study
Three submerged coastal structures on the sandy seabed at SantaMaria delMar (SMM) Beach in Southwest Spain were monitored during the sixmonths after installation, starting inNovember of 2005. The monitoring evaluated the self-burial phenomenon of the 40 precast modular concrete elements of the three structures. Assessment included scouring around the structures, their vertical movement, the sinking velocity of the modules and the resulting beach profiles. Pressure sensors and precision topographies permitted continuous monitoring of the self-burial process for the first time in a full-scale case. Comparison of two bathymetries (one performed immediately prior to installation and another performed six months after installation) indicated slight accretion of the seabed,whereas intermediate topographic surveys indicated extensive scouring around the structures. The three structures began sinking into the sandy bottomplatform immediately after placement and continued until they reached the rocky bottom. This study implemented a new methodology using pressure sensors attached to the concrete modules to monitor the structural sinking. Unexpectedly, the average sinking speed was extremely rapid at approximately 3
Year: 2015
Number Pages:
26
Author(s): Muñoz-Perez, J.; Khan-Mozahedy, A.B.M.; Neves, M. G.; Tejedor, B.; Gomez-Pina, G.; Campo, J.; Negro, V.
: Coastal Engineering
Volume:
99.
Keywords: Self-buried; Low crested breakwaters; Liquefaction; Scouring; Sandy seabed
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Stability formula and failure probability analysis of wave-dissipating blocks considering wave breaking
The effects ofwave steepness andwave breaking on the stability of wave-dissipating blocks placed on caisson breakwaters are examined by hydraulic experiments under conditions with and without wave breaking. It is confirmed that there is a clear dependence of the block stability on the wave steepness through the wave-breaking type, such as plunging and spilling breakers. The stability parameter in thespilling breaker case is larger than that in the plunging breaker case. For non-breaking wave conditions, there is no effect of the wave steepness. An empirical stability formula is proposed taking into account the effects of the wave steepness and the wave-breaking type. Finally, by using the stability formula, failure probabilities of the wave-dissipating blocks having a nominal diameter are evaluated by the first-orderreliability method of the Level II reliability analysis.
Year: 2015
Number Pages:
45-54pp.
Author(s): Mase, H.; Yasuda, T.; Reis, M. T.; Karunarathna , H.; Yang , J.
: Journal of Ocean Engineering and Marine Energy
Editor: Springer
Volume:
Vol. 1(1).
Keywords: Failure probability; Reliability analysis; Wave-breaking effect; Stability formula; Wave-dissipating block stability
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Tools for forecasting and evaluation of structural risk on maritime works
This paper describes recent advances on maritime structures
Year: 2015
Number Pages:
146-158pp.
Author(s): Fortes, C. J. E. M.; Lemos, R.; Reis, M. T.; Capitão, R.; Neves, M. G.; Silva, L. G.; Poseiro, P.
: PIANC Yearbook 2014
Editor: PIANC
Keywords: ANOSOM; Maritime inspections; Warning system; Risk evaluation; Maritime structures
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Wave propagation on a flume: numerical simulation
This paper presents the numerical simulations done by using the waves2Foam, an OpenFOAM® library, to simulate the propagation of regular waves without breaking in a three-dimensional flume. The numerical code solves the unsteady Navier-Stokes equations and uses a Volume-of-Fluid (VoF) method to identify the free surface. A regular incident wave with a 1.5s period and 0.1m wave height, was considered. This is one of the conditions from the wide range of wave flume tests conducted at the National Laboratory for Civil Engineering (LNEC) whose objective was to analyze the hydrodynamics of wave transformation and wave breaking for different incident conditions over a variable bathymetry. Comparisons are made between the numerical and the experimental results. These comparisons include time-series of wave-gauges records at several locations along the flume and the corresponding amplitude spectra; significant wave height and average period evolution along the flume; time-series of the velocity components at one section of the flume, measured at the middle of the water column; and hodograph representation of the velocity components, in the middle of the water column, in the xy, xz, and yz planes along the flume. It was found that the numerical results obtained are close to the experimental data. The observed differences are attributable to numerical inaccuracies as well as the differences between the wave generation method in the numerical and experimental tests.
Year: 2015
Number Pages:
95-102pp.
Author(s): Conde, J. M.; Roberto, P.T.S; Fortes, C. J. E. M.
: Engenharia Térmica (Thermal Engineering)
Volume:
Vol 14 - nº 1.
Keywords: Wave propagation; Free-surface; OpenFOAM; Navier
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A modelação física no apoio ao projeto de obras marítimas
Neste artigo, apresenta-se uma breve descrição do papel da modelação física no apoio ao projeto de obras marítimas, seguida de um exemplo de ensaios realizados no âmbito da ampliação do porto de pesca de Rabo de Peixe, São Miguel
Year: 2014
Number Pages:
26-30pp.
Author(s): Fortes, C. J. E. M.; Reis, M. T.; Neves, M. G.; Silva, L. G.; Capitão, R.; Lemos, R.
: Construção Magazine
Volume:
Nº 62.
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Avaliação da probabilidade de ocorrência de galgamentos não admissíveis no posto 2 do Terminal de granéis líquidos do porto de Sines
Descrevem-se os procedimentos para avaliar o caudal médio galgado sobre um trecho de um quebra-mar de taludesa partir das caraterísticas da agitação marítima incidente no mesmo trecho. Apresenta-se uma metodologia paraestimação de valores extremos daquele caudal, partindo das séries temporais da mesma variável, e ilustram-se essesprocedimentos num trecho do molhe oeste do porto de Sines que protege o posto 2 do terminal de granéis líquidos daação da agitação marítima. Este regime de extremos do caudal médio galgado é fundamental para a avaliação do riscode ocorrência de galgamentos não admissíveis no posto 2.
Year: 2014
Number Pages:
95-113pp.
Author(s): Reis, M. T.; Santos, J. A.; Capitão, R.; Neves, D. R.; Fortes, C. J. E. M.
: Territorium
Volume:
21.
Keywords: Porto de sines; Caudais médios extremos; Redes neuronais; Galgamento
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Comunicação
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Modelação física em zonas portuárias Desenvolvimentos recentes no LNEC
Nesta comunicação, descrevem-se os mais recentes desenvolvimentos no LNEC em termos de instalações experimentais, técnicas de construção, equipamentos e metodologias utilizadas nos ensaios em modelo físico, com a apresentação de casos de estudos realizados para as zonas portuárias de Peniche Ponta Delgada, Leixões
Year: 2023
Number Pages:
4p..
Author(s): Fortes, C. J. E. M.; Lemos, R.; Capitão, R.; Pinheiro, L.; Reis, R.; Silva, L. G.; Costa, C.E.B.C.; Simão, J.; Soares, R. E.; Mendonça, A.C.; HILÁRIO, J.
Editor: PIANC
Keywords: Navios; Pressões; Estabilidade e Galgamentos; Instalações Experimentais; Modelação física
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Neural networks for optimization of an early warning system for moored ships in harbours
Within the BlueSafePort project, an early warning system (EWS) for moored ships in the port of Sines as developed. In order to improve the reliability and accuracy of the system, two neural networks (NN) were trained,using wave buoys measured datasets. Numerical models results for the wave propagation are djusted and forecasts are improved.The trained neural networks were able to produce more accurate stimates for the significant wave height and mean wave period, at the buoy location, deployed in front of the ines Port. The use of the new NN led to an overall reduction of the root mean square error of around 80% compared with SWAN numerical model simulations, thus reducing potential errors in subsequential alculations and alert levels issued by the system for the moored ships.
Year: 2023
Number Pages:
12p..
Author(s): Pinheiro, L.; Gomes, A.; Lopes, N.D.J.; Lopes S.P.F.S.; Prior A.F.M.S.P.; Santos, J. A.; Fortes, C. J. E. M.
: Coastal Engineering
Editor: Dan Cox
Keywords: Wave modeling; Early warning; Moored ships; Neural networks
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New developments in the praia da Vitória bay and harbour early warning system
Within the LIFE Garachico project, an HIDRALERTA EWS is being extended to include methodologies for creating an effective flexible adaptation strategic framework for coastal area of Praia da Vitória. This strategic framework is based on the definition of acceptable risk levels and specific interventions at the local level, allowing to increase the resilience of coastal urban areas against extreme coastal events (both present and future) consequences of climate change.
Year: 2023
Number Pages:
106-106pp..
Author(s): Pinheiro, L.; Zózimo, A. C.; Fortes, C. J. E. M.
Editor: Yildiz Technical University
Keywords: Climate change; Neural networks; Risk; Harbours; Early warning system
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Novo Porto de Dakhla Atlântico. Estudo em modelo físico das pressões induzidas pela agitação marítima em pilares da ponte de acesso ao porto
Esta comunicação descreve os ensaios de pressões efetuados para a caraterização das pressões máximas exercidas nos pilares de secção circular da ponte que liga o porto de Dakhla à costa bem como dos perfis verticais de pressões associadas.
Year: 2023
Number Pages:
4p..
Author(s): Silva, L. G.; Lemos, R.; Fortes, C. J. E. M.; Didier, E.; Costa, C.E.B.C.; Reis, R.; Simão, J.; FONSECA, D.; Mendes, D.; OLIVEIRA PEDRO, J.; CORREA, R.
Editor: PIANC
Keywords: Modèle physique; Piliers; Dakhla
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Projeto C2IMPRESS. Desenvolvimentos iniciais na temática das áreas portuárias
Nesta comunicação são descritos os desenvolvimentos iniciais dos sub-casos do projeto C2IMPRESS referentes aos portos de Aveiro e da Figueira da Foz. A fase inicial envolveu a estimativa preliminar do galgamento induzido pelas ondas em alguns perfis das estruturas dos dois portos, assim como um primeiro inquérito sobre risco aos utilizadores desses dois portos.
Year: 2023
Number Pages:
4p..
Author(s): Zózimo, A. C.; Pinheiro, L.; Craveiro, J.; Fortes, C. J. E. M.; KLEINJAN, M.; VENTURA, S.; CRUZ, M.M.
Editor: PIANC
Keywords: Parceria Pública-Privada-Civil; Galgamento; C2IMPRESS
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Prolongamento do molhe leste do porto de Sines. Ensaios em modelo físico
Esta comunicação descreve os estudos em modelo reduzido tridimensional de estabilidade hidráulica e de galgamentos para o prolongamento do molhe leste correspondente à 3ª Fase de Expansão do Terminal XXI, do Porto de Sines.
Year: 2023
Number Pages:
4p..
Author(s): Soares, R. E.; Lemos, R.; Fortes, C. J. E. M.; Silva, L. G.; Costa, C.E.B.C.; Reis, R.; Simão, J.; Luis, L.; Aparício, L.
Editor: PIANC
Keywords: Modelo físico; Quebra-mar; Sines
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Simulação das condições de segurança e acessibilidade de navios nos portos de Sines e Aveiro
Neste trabalho apresenta-se uma metodologia para determinar as condições de segurança e acessibilidade de navios ao longo do trajeto de acesso ao porto, ilustrando-se a sua aplicação nos casos de estudo dos portos de Sines. este trabalho insere-se no âmbito do desenvolvimento de novos sistemas de previsão e alerta para a navegação nos portos de Sines e Aveiro.
Year: 2023
Number Pages:
4p..
Author(s): Pinheiro, L.; Gomes, A.; KLEINJAN, M.; Zózimo, A. C.; Mendonça, A.C.; Fortes, C. J. E. M.
Editor: PIANC
Keywords: Navios; Modelação numérica; Portos; Segurança; Navegação
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Técnicas de vídeo na análise do espraiamento e extensão do galgamento em estruturas de proteção costeira
O litoral português apresenta um valor natural, económico e cultural único e de importância amplamente reconhecida. O dinamismo costeiro pode levar à ocorrência de galgamentos de estruturas de proteção costeira em situações de temporal, que podem causar inúmeros danos, podendo mesmo resultar na perda de vidas humanas ou na destruição de estruturas próximas da linha de costa. Deste modo, a gestão das zonas costeiras próximas de aglomerados populacionais deve considerar a implementação de medidas sustentáveis que mitiguem os fenómenos que afetam o litoral de forma mais gravosa, de que são exemplo a implementação de estruturas de proteção costeira.
Year: 2023
Number Pages:
309-310pp..
Author(s): Mendonça, A.C.; Lemos, R.; Fortes, C. J. E. M.; MARTINS, R.; Ferrão, R.
Editor: APRH
Keywords: Fotogrametria; Ensaios físicos 2D; Defesa longitudinal aderente
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Uso de redes neuronais para melhoria das previsões de um sistema de alerta para riscos em portos
No âmbito do projeto BlueSafePort está a ser desenvolvido um sistema para prever e alertar situações de emergência causadas pela agitação marítima, relacionadas com a navegação em portos, bem como constrangimentos operacionais. A paralisação dos terminais portuários leva a grandes perdas económicas e afeta em grande parte a competitividade geral do porto. Assim, o objetivo deste sistema é reduzir a vulnerabilidade do porto aumentando a sua capacidade de planeamento e resposta e
Year: 2023
Number Pages:
279-281pp..
Author(s): Pinheiro, L.; Morgado, N.; Gomes, A.; Lopes S.P.F.S.; Lopes, N.D.J.; Prior A.F.M.S.P.; Fortes, C. J. E. M.
Editor: APRH
Keywords: Navegação; Riscos em portos; Redes neuronais; Previsão de agitação marítima
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Wave runup and overtopping assessment by using video methodologies in physical models
Physical modelling is one of the tools to help characterize wave runup and overtopping in maritime structures. Usually, the determination of wave runup is made by using resistive wave gauges along the breakwater slope while the evaluation of overtopping volumes (individual or total) is made by weighing the water overtopped with a scale that is collected in a reservoir installed on this scale.Nowadays, non-intrusive methodologies for the assessment of those parameters are being used, due to their simplicity and low cost. Video cameras, constitute a good alternative to old methods; however, their performance depends essentially on the post-processing methodologies used.The present paper presents the application of the Timestack methodology done so far, in the evaluation of: wave runup in 2D and 3D physical tests. The video-derived statistical parameters of wave runup (Rumax, Rumin, Rumed e Ru2%) are compared with the corresponded ones obtained with resistive wave gauges. The total water volume and the average overtopping flow rate from video data is compared with the one collected by a reservoir. Those cases will illustrate the advantages and drawbacks associated with Timestack methodology.
Year: 2023
Number Pages:
71-71pp..
Author(s): Lemos, R.; Fortes, C. J. E. M.; Mendonça, A.C.; Andriolo, U.
Editor: Yildiz Technical University
Keywords: Overtopping; Runup; Timestack
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Capítulo de Livro
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Multi-functional artificial reefs for coastal protection
N/A
Year: 2009
Number Pages:
153-210 pp.
Author(s): Voorde, M.; Antunes do Carmo, J.; Neves, M. G.
Editor: Ch. A. Hudspeth, T. E. Reeve
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Tese 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.
Year: 2022
Author(s): 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
Year: 2015
Author(s): 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.
Year: 2010
Author(s): 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.
Year: 2009
Author(s): Voorde, M.
Info
Transformações Não-Lineares De Ondas Marítimas Em Zonas Portuárias. Análise pelo Método dos Elementos Finitos. Teses e programas de investigação do LNEC
N/A
Year: 2003
Number Pages:
400 p.
Author(s): Fortes, C. J. E. M.
Editor: ******
Info
Modelação Estocástica Numérica e Física da Agitação Marítima
N/A
Year: 2002
Number Pages:
434 p.
Author(s): Capitão, R.
Editor: ******
Info
Transformações Não-Lineares De Ondas Marítimas Em Zonas Portuárias. Análise pelo Método dos Elementos Finitos
N/A
Year: 2002
Number Pages:
400 p.
Author(s): Fortes, C. J. E. M.
Editor: ******
Info
Modelação Estocástica Numérica e Física da Agitação Marítima
N/A
Year: 2001
Number Pages:
434 p.
Author(s): Capitão, R.
Editor: ******
Info
Transformações Não-Lineares De Ondas Marítimas Em Zonas Portuárias. Análise pelo Método dos Elementos Finitos
N/A
Year: 2001
Number Pages:
400 p.
Author(s): Fortes, C. J. E. M.
Editor: ******
Info
Interacción de ondas y grupos de ondas con estructuras de protección de costas
N/A
Year: 1999
Number Pages:
257 p.
Author(s): Neves, M. G.
Editor: ******
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Relatório Científico
Info
Porto de pesca de S. Miguel - Açores. Ensaios bidimensionais de estabilidade e galgamentos dos perfis do molhe de protecção
N/A
Year: 1992
Author(s): Neves, G.; Silva, L. G.
Info
Valores Extremos da Agitação Marítima. Síntese dos dados de temporais ocorridos em Portugal Continental.
N/A
Year: 1992
Author(s): Capitão, R.; Marcos Rita, M.; Baptista, J. M.; Carvalho, M. M.
Editor: LNEC
Keywords: Agitação marítima; Portugal continental
Info
Valores extremos da agitação marítima. Figueira da Foz - Tratamento local dos dados existentes,
N/A
Year: 1992
Author(s): Carvalho, M. M.
Info
Agitação marítima na costa Portuguesa. Dados de base. Observações efectuadas na Figueira da Foz.
N/A
Year: 1991
Author(s): Santos, J. A.
Info
Ensaios bidimensionais de estabilidade e galgamentos do perfil de reparação do molhe de abrigo do porto da Baleeira (2.ª Fase).
N/A
Year: 1991
Author(s): Silva, L. G.
Info
Ensaios bidimensionais de estabilidade e galgamentos do perfil de reparação do molhe de protecção do porto da Baleeira.
N/A
Year: 1991
Author(s): Silva, L. G.
Info
Ensaios em modelo reduzido do molhe do Funchal. Ensaios bidimensionais de estabilidade e galgamentos.
N/A
Year: 1991
Author(s): Silva, L. G.
Info
Ensaios em modelo reduzido do molhe do Funchal. Ensaios tridimensionais da cabeça do molhe.
N/A
Year: 1991
Author(s): Silva, L. G.
Info
Estudo do reforço do molhe de Vila do Porto. Ensaios bidimensionais de estabilidade e galgamentos.
N/A
Year: 1991
Author(s): Silva, L. G.
Info
Estudo em modelo reduzido do reforço do molhe do porto da Horta. Ensaios tridimensionais de estabilidade e galgamentos.
N/A
Year: 1991
Author(s): Silva, L. G.
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Outro
Info
Software do Núcleo de Portos e Estruturas Marítimas
N/A
Year: 2003
Author(s): NPE, Núcleo
Editor: ******
Info
River Information Services. PIANC s Technical Brief on vessel traffic and transport management in inland waterways and modern information systems
N/A
Year: 2002
Author(s): J.A Covas
Editor: ******
Info
Vessel Traffic and Transport Management in the Inland Waterways and Modern Information Systems
N/A
Year: 2002
Author(s): J.A Covas
Editor: ******
Info
MEDIRES - Ferramentas de Diagóstico e de Inspecção Robotizada de Estruturas Semi-Submersas
N/A
Year: 2001
Author(s): Santos, J. A.; Silvestre, C.
Editor: ******
Info
Observação Sistemática de Obras Marítimas. Súmula da actividade desenvolvida pelo LNEC
N/A
Year: 2001
Author(s): Silva, L. G.; Santos, J. A.; Neves, M. G.; Damião, A. D.
Editor: ******
Info
Protecção da Orla Costeira da Vila das Lajes do Pico. Relatório do Grupo de Trabalho para Definição e Análise de Soluções Alternativas
N/A
Year: 2001
Number Pages:
20 p.
Author(s): Oliveira, J. M. M.; Silva, L. G.; Azevedo, J. M.
Editor: ******
Info
Software do Núcleo de Portos e Praias
N/A
Year: 2001
Author(s): NPE, Núcleo
Editor: ******
Info
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
N/A
Year: 2001
Author(s): Fernandes, J. L. M.; Covas, J. A.; Fortes, C. J. E. M.
Editor: ******
Info
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
N/A
Year: 2001
Author(s): Covas, J. A.; Fortes, C. J. E. M.; Fernandes, J. L. M.; Oliveira, F. S. B. F.
Editor: ******
Info
Wave effects on Ships Moored at Figueira da Foz Harbour
N/A
Year: 2001
Author(s): Santos, J. A.; Neves, M. G.; Fortes, C. J. E. M.
Editor: ******
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