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Evolução do Dano em Modelos Físicos de Quebra Mares de Talude a Partir do Volume Erodido. Aplicações
A avaliação do dano causado pela agitação incidente em modelos físicos de quebra mares de taludes pode ser realizada comparando volumes e profundidades erodidas entre levantamentos consecutivos de cada talude.Atualmente, estes levantamentos podem ser realizados de forma não intrusiva, recorrendo a técnicas fotogramétricas, a laser scan ou a sensores de posição baseados na metolodologia Time of Flight (ToF). Dependendo das condições de levantamento e da metodologia de pós-processamento das nuvens de pontos obtidas, estas técnicas permitem obter modelos tridimensionais de superfície, com elevada precisão.Em detalhe, as diferenças de volume entre os levantamentos inicial e
Year: 2023
Author(s): Lemos, R.; Mendonça, A.C.; Fortes, C. J. E. M.; MARTINS, R.; Ferrão, R.
Editor: LisWater
Keywords: Porosidade do manto; Kinect; Modelos tridimensionais de superfície; Modelo físico; Quebra-mar
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Implementation and Validation of SAFEPORT System at Sines Harbour
SAFEPORT safety system aims to daily reports to the Sines harbor administration, potential emergency situations regarding ships
Year: 2023
Number Pages:
215
Author(s): Pinheiro, L.; Gomes, A.; Fortes, C. J. E. M.; Santos, J. A.
: Defect and Diffusion Forum
Editor: Trans Tech Publications, Ltd.
Volume:
Vol. 427.
Keywords: Risk analysis; Moored ships; Wave propagation; SWAMS; SAFEPORT
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Implementation of the SWASH model into HIDRALERTA system
Early warning systems are an important tool for local authorities to detect emergency situations in advance and initiate the necessary safety measure. These systems often depend on numerical models to estimate wave overtopping in the affected areas. The SWASH model has shown to deliver good results in recent overtopping studies. The To-SEAlert project has the aim of increasing the efficiency, robustness and reliability of the HIDRALERTA early warning system. This study shows a first intent to implement the SWASH model to simulate wave overtopping for the Ericeira prototype. SWASH was implemented for one breakwater profile used to simulate the overtopping discharge and evaluate the associated risk levels. It was compared to the current approach used in HIDRALERTA, which resorts to a neural network trained with a physical modeling database, NN_OVERTOPPING2. Finally, both approaches were compared with previously analyzed video images of the breakwater. The results showed that SWASH generally overestimates overtopping and is not in good agreement with the video images. NN_OVERTOPPING2 has a better agreement with the video images. A possible reason for the overestimation might be the wave direction, which cannot be included in one-dimensional simulations in SWASH.
Year: 2023
Number Pages:
20-31pp..
Author(s): Manz, A.; Zózimo, A. C.; Fortes, C. J. E. M.; Pinheiro, L.; Garzon, J.L.
: Latin-American Journal of Computing
Editor: Zenodo
Volume:
Vol 10, nº 2.
Keywords: SWASH model; Risk reduction; Wave overtopping; Early warning system
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New HIDRALERTA prototypes: Peniche and Quarteira
Early Warning Systems are crucial disaster-risk-reduction strategies as they allow local authorities to prepare and implement in advance the necessary measures to avoid major destruction and risk for individuals and properties caused by storm events. HIDRALERTA is a forecast, early warning and risk assessment system for port and coastal areas that uses forecasts of sea waves and water levels to evaluate overtopping/flooding events and risks associated with the mooring of ships. The distinguishing feature of this system is that the risk assessment is based on specific parameters related to the actual risk being predicted, such as overtopping discharges, or the ship
Year: 2023
Number Pages:
17p..
Author(s): Zózimo, A. C.; Pinheiro, L.; Manz, A.; Garzon, J.L.; Fortes, C. J. E. M.; Ferreira, Ó.
: Revista Mundi Engenharia, Tecnologia e Gestão
Editor: Mundi
Volume:
Vol 8, nº 1.
Keywords: Overwash; Overtopping; HIDRALERTA; Early warning systems
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Numerical analysis of performance of an oscillating water column wave energy converter inserted into a composite breakwater with rubble mound foundation
In this study, performance of an oscillating water column wave energy converter inserted into a hypothetical composite breakwater with rubble mound foundation located at the southern Brazilian coast is analyzed. The FLUENT® numerical model, which is based on the Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations, is used in 2D numerical simulations by adopting the Volume of Fluid method to consider the two-phase flow (water and air). The influence of the rubble mound foundation on the pneumatic power, the run-up/down, the free surface elevation inside the chamber, and the energy balance for different incident waves are investigated. The rubble mound foundation of the composite breakwater slightly affected hydrodynamics; however, it reduced significantly the pneumatic power of the device from 7 to 15% comparing with that obtained to a vertical breakwater founded on an impermeable foundation.
Year: 2023
Author(s): Teixeira, P.; Didier, E.
: Ocean Engineering
Editor: ELSEVIER
Volume:
278 (2023) 114421.
Keywords: RANS-VoF; Rubble mound foundation; Composite breakwaters; Oscillating water column; Wave energy
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Performance of an oscillating water column wave energy converter integrated with three types of harbor protection structures
Oscillating water column (OWC) wave energy converters can be integrated in harbor protection structures, such as vertical, rubble mound and piled breakwaters. The interaction between the incident wave and the structure, in which the OWC device is integrated, is significantly different, since the structure of the vertical breakwater is impermeable, while that of the rubble mound breakwater is porous. The performance of the OWC device for the three configurations is analyzed for a range of wave periods from 6 to 12 s and a wave height of 1 m. The OWC device integrated into the vertical breakwater shows the best performance (maximum mean pneumatic power of 70 kW), and the mean pneumatic power is globally 3 % higher than that of the OWC device integrated into the rubble mound breakwater (maximum mean pneumatic power of 67.4 kW). The performance of the OWC device integrated into the piled breakwater shows a similar trend to the OWC device integrated into the vertical breakwater for wave periods lower than 9 s, but it has a significant loss of performance for higher wave periods.
Year: 2023
Number Pages:
63-73pp.
Author(s): Didier, E.; Teixeira, P.
: Defect and Diffusion Forum
Editor: Trans Tech Publications Ltd, Switzerland
Volume:
Vol 427.
Keywords: Vertical Breakwater; Rubble Mound Breakwater; RANS; Oscillating Water Column; Numerical Simulation
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A novel geometry of an onshore Oscillating Water Column wave energy converter
This study aims proposing a novel geometry of the onshore Oscillating Water Column (OWC) device to increase its efficiency. A comparison between standard OWC
Year: 2022
Author(s): Güths, A.; Teixeira, P.; Didier, E.
: Renewable Energy
Editor: Elsevier
Keywords: Numerical simulation; Renewable energy; Wave energy; Oscillating water column
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Amarração de navios nos terminais do porto de Sines em situações de tempestade
Este trabalho descreve a aplicação do sistema SAFEPORT no Porto de Sines, e em particular, o teste de uma das funcionalidades do sistema relacionada com otimização de operações marítimas em ambiente portuário. O SAFEPORT é um sistema de previsão e alerta de perigosassociados a navegação.A aplicação do sistema SAFEPORT permitiu a otimização dos esquemas de amarração de três navios distintos acostados em três terminais do Porto de Sines, sob as condições de agitação marítima provocadas pela tempestade Dora (4 de dezembro de 2020). Foram construídos os modelos dos três navios e analisados vários esquemas de amarração a fim de obter uma solução ótima para cada navio. Este exercício mostrou que o sistema SAFEPORT é uma ferramenta útil para apoio à decisão nos sistemas de amarração dos navios. A configuração dos cabos de amarração tem grande influência no comportamento, e consequentemente na segurança, dos navios amarrados sujeitos a situações de tempestade.
Year: 2022
Author(s): Gomes, A.; Pinheiro, L.; Santos, J. A.; Fortes, C. J. E. M.
Editor: PIANC
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An estimation of the damage of scale models of breakwaters using the time of flight method
The assessment of damage evolution in scale model tests of rubble-mound breakwaters can be achieved by comparing eroded depths and volumes between consecutive surveys. Aiming to evaluate damage evolution on rubble-mound breakwater, scale model tests were recently conducted on the maritime hydraulic facilities of the National Laboratory for Civil Engineering. This paper focuses on the use of novel, non-intrusive survey methodologies such as the Time of Flight (ToF) principle technique. In this study, damage evaluation is based on the comparison of point clouds obtained before and after each test series, enabling the calculation of eroded depths and eroded volumes and the estimation of displaced units by using a non-dimensional damage parameter based on the eroded volume.
Year: 2022
Number Pages:
49-58pp..
Author(s): Lemos, R.; Fortes, C. J. E. M.; Silva, L. G.; Pinheiro, L.
: Revista Mecânica Experimental
Editor: APAET
Volume:
Nº 35, APAET (2022).
Keywords: Measuring Techniques; 3D Surveying; Breakwater; Stability
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Aplicação do modelo SWASH para a estimativa de galgamentos em eventos de tempestade no porto da Ericeira
Este trabalho analisa a potencialidade do modelo numérico SWASH ser implementado no protótipo do sistema HIDRALERTA para o porto da Ericeira para a estimativa do galgamento.O modelo SWASH foi aplicado a dois perfis transversais do porto da Ericeira com características geométricas distintas, diferentes orientações face à agitação incidente e com diferentes blocos de betão no manto principal. Esta comunicação foca-se nos resultados para um perfil cujo manto principal é constituído por tetrápodes. O coeficiente de Manning foi utilizado como parâmetro de calibração dos resultados do modelo SWASH, na simulação de duas tempestades, tendo como referência os resultados da ferramenta neuronal NN_OVERTOPPING2. Foram deduzidas trêsexpressões empíricas para a determinação do coeficiente de Manning com base em variáveis conhecidas, pois a possibilidade de calcular os valores dos coeficientes de Manning de forma automática é essencial para que se possa implementar o modelo SWASH no sistema HIDRALERTA.
Year: 2022
Author(s): Manz, A.; Zózimo, A. C.; Garzon, J.L.
Editor: PIANC
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Comunicação
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Analysis of wave overtopping on an impermeable coastal structure using a RANS-VOF numerical model
The global warming is responsible for increasing the sea level and, consequently, can cause overtopping on coastal structures. The prediction of this phenomenon is difficult because involves turbulence, wave breaking and run-up. The objective of this study is to analyze numerically the wave overtopping on coastal structures by using the FLUENT® numerical model, which is based on Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations (RANS) and uses the Volume of Fluid method (VoF) to track the interface between water and air. Influences of mesh size, turbulence model (k-
Year: 2019
Number Pages:
10p.
Author(s): Santos, G.C.; Teixeira, P.; Didier, E.
Editor: ABCM
Keywords: RANS-VoD; CFD simulation; Wave-structure interaction; Overtopping; Breakwater
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ANOSOM-WEB - uma plataforma web para a análise e observação sistemática de obras marítimas
Os quebra-mares de talude são estruturas normalmente utilizadas para proteção costeira e portuária e estão sujeitas durante a sua vida útil a diferentes solicitações (p.e., agitação marítima). A avaliação do seu estado estrutural e a previsão do seu comportamento ao longo do tempo torna-se fundamental para evitar significativos prejuízos materiais. É nesse âmbito que se insere o programa de observação sistemática, em curso no LNEC, desde 1986, para quebra-mares localizados em Portugal Continental, nos quais o Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) realiza inspeções periódicas e avalia as respetivas condições de segurança. Para apoio a esse programa foi densenvolvida no LNEC a aplicação ANOSOM, a qual tem sofrido, ao longo dos tempos, diversas atualizações com vista a acompanhar a evolução que o programa OSOM+ tem vindo a sofrer. Esta comunicação descreve as funcionalidades da mais recente versão desta aplicação, a ANOSOM-WEB, como ferramenta de gestão de risco em estruturas de proteção costeira.
Year: 2019
Number Pages:
5p.
Author(s): Martins, T.; Capitão, R.; Lemos, R.; Fortes, C. J. E. M.
Editor: APRH
Keywords: OSOM+; Base de dados; ANOSOM-WEB; Quebra-mares
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Damage assessment in rubble-mound breakwaters under oblique wave incidence
Regarding the stability of armour layers, several authors have proposed guidelines on how toconsider the effects of oblique waves (e.g. Yu et al., 2002, Van Gent, 2014; Maciñeira &Burcharth, 2016). Especially for very oblique waves, for which the increase in stability is thelargest, limited data are available. Under the scope of the HYDRALAB+ transnational accessproject
Year: 2019
Number Pages:
7p.
Author(s): Lemos, R.; Peña, E.; Santos, J. A.; Sande, J.; Figuero, A.; Alvarellos, A.; Laiño, E.; Reis, M. T. L. G. V.; Fortes, C. J. E. M.; Kerpen, N.B.
Editor: EdiBios
Keywords: Large scale experiments; Measuring techniques; Surveying; Stability; Coastal structure
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Desenvolvimentos iniciais do projeto To-Sealert: galgamento e inundação em zonas portuárias e costeiras
O desenvolvimento de capacidade para prever a agitação marítima ao nível das bacias oceânicas com alguns dias de antecedência estimulou o aparecimento de sistemas informáticos para previsão dos efeitos da agitação marítima em zonas costeiras e portuárias. O HIDRALERTA é um desses sistemas: partindo das características da agitação marítima ao largo e utilizando modelos numéricos para a propagação da agitação marítima estima os parâmetros relevantes da agitação marítima para a avaliação do galgamento e do espraiamento quer em zonas portuárias, quer em zonas costeiras. O projeto de investigação e desenvolvimento To-SEAlert financiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia e envolvendo o LNEC, a FCiências.ID, a NOVA.ID.FCT e o ISEL pretende melhorar as funcionalidades daquele sistema no que se refere às metodologias de previsão do galgamento e da delimitação da zona inundada, bem como no apoio à resposta a situações de emergência envolvendo aquele fenómeno.Esta comunicação pretende descrever o racional que justifica a existência do projeto, as tarefas em que o mesmo foi dividido e os principais resultados esperados.
Year: 2019
Number Pages:
4p.
Author(s): Fortes, C. J. E. M.; Reis, M. T. L. G. V.; Santos, J. A.; Poseiro, P.; Capitão, R.; Pinheiro, L.; Lemos, R.; Fonseca, A. M.; Barateiro, J.; Serrazina, V.; Craveiro, J.; Ferreira, J.; DUARTE, C.M.; And
Editor: APRH
Keywords: Emergência; Previsão e alerta; Inundação; Galgamento; Hidralerta
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Diagnóstico de quebra-mares baseado em observações visuais e levantamentos aéreos com drone
Neste artigo descreve-se a metodologia atualmente existente no Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) de observação e monitorização sistemática de obras marítimas, que tem sido aplicada com sucesso a um grande número de estruturas marítimas na costa continental portuguesa e no estrangeiro.A atual metodologia (OSOM+) de diagnóstico de quebra-mares para avaliação dos estados atual, de evolução e de risco, complementa a anterior (OSOM), baseada somente em observações visuais, utilizando agora também a informação obtida com as inspeções com drone. Os resultados obtidos com as observações de drone, nomeadamente as fotografias aéreas verticais, os ortomosaicos e a nuvens de pontos, a partir das quais são construídos os modelos digitais de superfície das estruturas, permitem melhor avaliação do dano.Para ilustrar a aplicação da atual metodologia de avaliação de segurança de quebra-mares, usam-se os resultados da campanha de levantamento aéreo realizada em setembro de 2018 no quebra-mar poente da entrada do porto de Portimão.
Year: 2019
Number Pages:
4p.
Author(s): Capitão, R.; Lemos, R.; Fortes, C. J. E. M.; Neves, M. G.; Silva, L. G.; Henriques, M. J.
Editor: APRH
Keywords: Diagnóstico e segurança de quebra-mares; Inspeções com drone; OSOM+
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Ensaios de agitação no porto de Leixões em cenário de alteração climática
Para caracterizar a agitação marítima no Porto de Leixões após o prolongamento do quebra-mar exterior, sob condições de alterações climáticas foi realizado um extenso grupo de ensaios em modelo físico tridimensional de agitação, num tanque do LNEC, à escala 1:80, representando-se toda a bacia portuária e o prolongamento do quebra-mar exterior do Porto de Leixões. Foram realizados ensaios com diferentes condições de agitação incidente para o rumo W e com dois níveis de maré, que correspondem ao nível médio e a preia-mar com uma sobrelevação representativa dos efeitos das alterações climáticas e da sua influência na agitação marítima . Foi medida a agitação em 30 pontos localizados na entrada do porto e no interior da bacia portuária e analisou-se o abrigo da bacia portuária com a ampliação do quebra-mar norte e as diferenças entre o abrigo para os dois níveis de maré ensaiados.As principais conclusões dos ensaios realizados foram que os maiores valores de alturas de onda ocorreram na zona exterior e de entrada do porto, diminuindo para o seu interior. Ao longo do canal de navegação, as alturas de onda vão diminuindo e no interior do porto obtiveram-se valores da altura de onda pequenos. A subida do nível do mar, para as condições ensaiadas, não afeta significativamente a agitação no interior da bacia portuária. No entanto, no exterior e zona de entrada do porto contribui para alterações da agitação que diferem consoante o período de pico e a altura de onda significativa incidente.
Year: 2019
Number Pages:
221-232pp.
Author(s): Silva, M.; Fortes, C. J. E. M.; Lemos, R.; Neves, M. G.; Caeiro, C.
Editor: ISEP
Keywords: Modelo físico; Agitação; Porto de Leixões
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Estudo em modelo reduzido do espraiamento, galgamento e dano em quebra-mares de talude
A caraterização da rebentação / espraiamento / galgamento e do seu impacto na estabilidade de quebra-mares de taludes, quer no tronco, quer na cabeça, ainda é deficiente para cenários de alterações climáticas. O mesmo acontece com a influência nestes fenómenos de grandes ângulos de incidência da agitação marítima. A experiência RODBreak envolveu uma equipa de 23 pessoas de 8 instituições europeias e pretendeu criar um conjunto de dados para:- estender ou melhorar a gama de validade das fórmulas empíricas existentes para a estabilidade do manto protetor, o que facilitará a avaliação do desempenho das estruturas existentes;- calibrar e validar fórmulas empíricas para o espraiamento e galgamento, bem como modelos numéricos para a interação onda-estrutura.Além disso, esta foi uma oportunidade única para testar e melhorar algumas técnicas não intrusivas para medir quantidades relacionadas com aqueles fenómenos. Esta comunicação descreve os testes realizados no tanque de ondas 3D do Ludwig-Franzius-Institut für Wasserbau, Ästuar- und Kusteningenieurwesen da Leibnitz Universität Hannover em outubro e novembro de 2017.
Year: 2019
Number Pages:
245-255pp..
Author(s): Santos, J. A.; Pedro, F.; Coimbra, M.; Figuero, A.; Fortes, C. J. E. M.; Sande, J.; Körner, M.; Lemos, R.; Bornschein, A.; Weimper, J.; van den Bos, J.; Dost, B.; Hofland, B.; Carvalho, R.; Alvarellos
Editor: ISEP
Keywords: Quebra-mares de talude; Galgamento; Run-up
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Extensão do molhe norte do porto de Leixões: modelação física de um navio amarrado no posto A
O Porto de Leixões, localizado na costa norte de Portugal, é um dos maiores do país, recebendo diariamente um grande número de navios de grandes dimensões. Um dos principais postos de acostagem situa-se à entrada do porto e encontra-se sujeito à agitação marítima que é difratada pelo olhe principal de proteção do porto. Para avaliar dos movimentos induzidos no navio estacionado nesse posto de acostagem e as forças exercidas nas suas amarras e defensas pela agitação incidente, utilizou-se o modelo físico de Leixões, construído num dos tanques do LNEC. Neste modelo físico, encontra-se representada a envolvente do porto de Leixões, assim como a sua batimetria. O modelo do navio
Year: 2019
Number Pages:
233-243pp.
Author(s): Pinheiro, L.; Pedro, F.; Abdelwahab, H.S.; Fortes, C. J. E. M.; Santos, J. A.; Capitão, R.
Editor: ISEP
Keywords: Porto de Leixões; Modelo físico; Navio amarrado
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Hidralerta system: application to the Madalena do Pico and S. Roque do Pico ports
Under the framework of the ECOMAPORT project, two new prototypes of the forecast, early warning and risk management HIDRALERTA system to the ports of Madalena do Pico and S. Roque do Pico, both on the Island of Pico, Azores are undergoing. Those prototypes are intended to assess and predict, on a regular basis, the risk of coastal overtopping and consequent flooding and the risk to navigation, in particular as regards the safety of moored and maneuvered vessels, both caused by wave agitation. Additionally, it is intended to guarantee the functionality of the prototype of the HIDRALERTA system currently implemented in the port of Praia da Vitória, in Terceira Island, Azores since 2015, and to implement a new aspect regarding navigation risk.The new prototypes are based on the methodology already developed for the port of Praia da Vitória, where the first prototype of the HIDRALERTA system has been in operation since 2015.This paper essentially describes the work carried out to date on the system and their application to the ports of S. Roque do Pico and Madalena do Pico.
Year: 2019
Number Pages:
126-131pp.
Author(s): Fortes, C. J. E. M.; Reis, M. T. L. G. V.; Poseiro, P.; Pinheiro, L.; Mendonça, A. C.; SALVADOR, M.; Reis, F.; Azevedo, E. B.
Editor: EdiBios
Keywords: Azores; S. Roque do Pico; Madalena do Pico; Ecomaport; Hidralerta
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Measuring armour layer damage in rubble-mound breakwaters under oblique wave incidence
This paper presents a set of scale-model tests carried out to extend the range of wave steepness values analyzed in wave run-up, overtopping and armour layer stability studies, focusing on oblique extreme wave conditions and on their effects on a gently sloping breakwater trunk armour and roundhead. A stretch of a rubble-mound breakwater (head and part of the adjoining trunk, with a slope of 1(V):2(H)) was built in a wave basin at the Leibnitz Universität Hannover to assess, under extreme wave conditions (wave steepness of 0.055) with different incident wave angles (from 40º to 90º), the structure behaviour in what concerns wave run-up, wave overtopping and damage progression of the armour layers, composed by rock and Antifer cubes. Non-intrusive methodologies were used for the assessment of armour layer damage evolution, including a laser scanning technique, stereo photogrammetry and a Kinect© motion sensor. The aim of the present work is to characterize damage evolution, based upon surveys carried out with the Kinect© motion sensor, for 4 of the 11 test series conducted during the test program.
Year: 2019
Number Pages:
295-305pp.
Author(s): Lemos, R.; Reis, M. T. L. G. V.; Fortes, C. J. E. M.; Peña, E.; Sande, J.; Figuero, A.; Alvarellos, A.; Laiño, E.; Santos, J. A.; Kerpen, N.B.
Editor: Hydraulic Engineering Repository
Keywords: Large scale experiments; Measuring techniques; Surveying; Stability; Coastal Structure
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