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Numerical study of hydrodynamics around an artificial surf reef for São. Pedro do Estoril, Portugal
This paper describes the application of the Boussinesq model (FUNWAVE 2D) to study the wave propagation inthe vicinity of an artificial reef, to be implemented at S. Pedro do Estoril, Cascais, Portugal. First, the model wascalibrated using measurements obtained in the 3D experiments performed at the wave tank of LNEC (scale1:30). Then, an evaluation of the model performance is presented. For that, a comparison between numerical andphysical model results in terms of the free surface elevation and wave heights is done for some incident waveconditions. It is shown that the numerical model predicts wave heights that are comparable to measurements ifthe wave breaking sub-model is properly tuned for dissipation over the artificial reef.Finally, the model was used to evaluate the reef performance in terms of the hydrodynamics around the reef, thewave breaking area and the surfability parameters.The numerical results confirm that the reef alters significantly the wave heights and wave directions in the zone,due refraction and diffraction effects. Best surf conditions (plunging waves with adequate values of the peelangle) occur with the reef for most of the tested conditions.
Year: 2009
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Author(s): Mendonça, A.; Neves, M. G.; Fortes, C. J. E. M.
Keywords: Artificial surfing reef; Physical model; Numerical model; Funwave; Wave breaking
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Physical and numerical study of
Portugal is one of many countries in the world to suffer from coastal erosion. Conventional ways of protecting acoastline appear to entail some disadvantages. An innovative and interesting way of protecting a local coastalzone by means of multi-functional artificial reefs avoids some of them. A multi-functional artificial reef is asubmerged breakwater which protects the local coastline and may also enhance the surfing possibilities and theenvironmental value of the local area. The structure has several positive side-effects: first, it provides anunimpaired visual amenity; second, it offers tourist and economic benefits by improving the surfing. A physicaland numerical study has been undertaken to investigate the influence of the length and submergence of the reef.Preliminary conclusions on the length of the reef suggest that it should be 0.5 times the wave length at the startof the reef, and regarding the submergence they indicate that a value smaller than the offshore wave height isnecessary to get a surfable wave for a reef slope of 1:10.
Year: 2009
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Author(s): Voorde, M.; Antunes do Carmo, J.; Neves, M. G.; Mendonça, A.
Keywords: Surfability; Multifunctional artificial reefs; Coastal protection
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Projecto COMIBBS: Modelação Física da Propagação de Ondas em frente a uma Estrutura Costeira
Nesta comunicação, descreve-se o conjunto de ensaios experimentais, realizados em canalpara simular a propagação de ondas sobre uma praia de inclinação constante (1:20), quetermina numa estrutura de protecção marginal bastante comuns em Portugal Continental.Foram efectuados ensaios com ondas regulares e irregulares, associadas a diferentes alturasde onda e níveis de água, usando diferentes escalas do modelo (1:10 a 1:60). Os resultadosobtidos consistiram nas séries temporais da elevação da superfície livre, da pressão sobre aestrutura, do nível de água atingido sobre a estrutura e do volume galgado na mesma, paradiferentes condições de agitação incidente. Descrevem-se também as análises de dadosrealizadas, quer no domínio temporal, quer no domínio da frequência e apresentam-se osresultados obtidos para um caso de estudo, nas três escalas ensaiadas.Este trabalho pretende contribuir para o desenvolvimento de uma metodologia de modelaçãocombinada proposta no âmbito do projecto CoMIBBS-HYDRALABIII, utilizando em conjuntomodelos numéricos e físicos, para estudos de interacção entre ondas/fundo/estruturas e maisconcretamente no caso do LNEC para avaliar a influência da escala do modelo físico nasimulação da propagação de ondas e evolução morfológica em frente a estruturas deprotecção costeira.
Year: 2009
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Author(s): Fortes, C. J. E. M.; Neves, M. G.; Lemos, R.; Reis, M. T.; Santos, J. A.; Pinheiro, L.
Keywords: Hydralab iii-comibbs; Modelo físico; Efeitos de escala; Propagação de ondas; Rebentação
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Propagação de ondas no porto de Vila do Porto
N/A
Year: 2009
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Author(s): Pinheiro, L.; Fortes, C. J. E. M.
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Relações de Haskind na interacção de vários corpos flutuantes com ondas
N/A
Year: 2009
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Author(s): Santos, J. A.
Keywords: Wamit; Modelo numérico; Navio
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Simulação numérica da propagação de ondas regulares sobre um baixio esférico
Nesta comunicação são aplicados dois modelos numéricos baseados em equações do tipo Boussinesq, BOUSSiiw (Pinheiro [1]) e COULWAVE (Lynett e Liu [2]), na simulação da propagação de ondas regulares sobre um baixio esférico localizado no fundo de profundidade constante (Chawla [3]). A propagação de ondas ao longo desta topografia envolve diversos fenómenos físicos como, por exemplo, a refracção, a difracção, o empolamento, a dispersão não-linear. Por isso, constitui um óptimo teste para a validação e comparação dos modelos aqui apresentados. Recorrendo a parâmetros estatísticos, é efectuada primeiramente uma análise de sensibilidade dos resultados numéricos em relação à discretização espacial do domínio de cálculo e determinam-se os tempos de processamento correspondentes. Para o modelo COULWAVE, avalia-se também a influência do número de camadas verticais e do número de Courant. Finalmente, a análise das alturas significativas e dos espectros dos resultados numéricos e experimentais permite inferir sobre as potencialidades e limitações de cada modelo.
Year: 2009
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Author(s): Pinheiro, L.; Fortes, C. J. E. M.; Teixeira, P. R. F.
Keywords: Boussiiw; Coulwave; Métodos de diferenças finitas; Modelação numérica; Modelos de boussinesq; Propagação de ondas regulares
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The influence of the geometric scale model on the physical modelling of the wave propagation and breaking in a flume
This paper describes the set of model scale experiments carried out at the National Civil Engineering Laboratory (LNEC) that aims at simulating, using different model scales, the wave propagation along a constant slope bottom that ends on a sea wall coastal defence structure, a common structure employed in the Portuguese coast. This study focuses especially on the complex physical processes involved in the breaking zone and related to wave-structure interaction (such as wave induced pressures at the structure, run-up levels and wave overtopping). The experiments were performed for different incident wave conditions (regular and irregular) and at several different model scales: 1:10, 1:20, 1:30, 1:40 and 1:60. Measurements of the free surface elevation were made on 26 different locations using wave gauges. Moreover, 30 repetitive tests for a selected wave condition were performed to evaluate the error associated to the signal conversion and its propagation on the calculation of derivative variables. A statistical analysis of the free surface elevation data for the different incident wave conditions for the different model scales with regular and irregular waves is presented. That will permit to evaluate the influence of the geometric scale model and the type of waves (regular or irregular) on the physical model results. Moreover, it was performed a statistical analysis to evaluated the variability of the measurements.
Year: 2009
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Author(s): Lemos, R.; Fortes, C. J. E. M.; Gil, L.; Neves, M. G.
Keywords: Comibbs project; Wave breaking; Physical models
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Validação da metodologia utilizada para a previsão da agitação marítima implementada no projecto MOIA
Resumo. A agitação marítima é um factor determinante na segurança das operações einfra-estruturas portuárias. A agitação dentro de um porto pode ser estimada pormodelos numéricos apropriados que utilizam como condições de fronteira previsões daagitação ao largo produzidas por modelos numéricos de escala regional.O projecto MOIA, em curso, tem por objectivo o desenvolvimento de uma ferramentaintegrada para apoio às actividades de gestão portuária levando em conta os efeitos daagitação marítima em infra-estruturas portuárias, na navegação portuária e nasoperações de carga e descarga de navios.Esta comunicação descreve o trabalho realizado até agora no âmbito deste projecto, como objectivo último de avaliar os efeitos da agitação marítima nos navios amarrados nointerior do porto de Praia da Vitória, na ilha Terceira, Açores. Componente fundamentaldeste trabalho, apresentada nesta comunicação, é a validação do procedimento paraprevisão das características da agitação marítima na zona de entrada do porto que sebaseia na utilização do modelo numérico SWAN. Para tal comparam-se os valores dascaracterísticas dos estados de agitação previstos por aquele modelo com valores medidospor uma bóia-ondógrafo instalada nas imediações do referido porto. Dos resultadosobtidos conclui-se ser necessário incluir o efeito do vento na propagação das ondas.
Year: 2009
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Author(s): Santos, J. A.; Fortes, C. J. E. M.
Keywords: Validação; Swan; Previsão; Modelação numérica; Agitação marítima
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Verificação de Fórmulas Para a Evolução da Erosão em Taludes de Quebra-Mares
Os quebra-mares de taludes são estruturas de protecção portuária muito comuns emPortugal e em cujo projecto se assume a necessidade de obras de manutenção ou reparaçãodurante a sua vida útil. Para a avaliação da necessidade de realização das eventuais obras demanutenção ou reparação, é necessária a existência de um programa de acompanhamento daestrutura contemplando a medição de grandezas relevantes para essa avaliação.Uma dessas grandezas é o volume erodido do manto protector por acção da agitaçãomarítima, que pode determinar-se a partir de levantamentos consecutivos da envolvente dostaludes e com o qual se pode definir o dano da estrutura. Melby & Kobayashi (1999)apresentaram uma fórmula para previsão da evolução do dano em quebra-mares de taludescom base nas características da agitação neles incidente. Essas fórmulas, contudo, foramestabelecidas a partir de resultados de ensaios com modelo físico reduzido de um quebra-marcom mantos protectores constituídos por enrocamento, sendo por isso válidas apenas paraaquela geometria.Nesta comunicação apresentar-se-ão os resultados de um trabalho em curso no LNECcujo objectivo é estender a gama de aplicação daquelas fórmulas avaliando a evolução dodano em mantos protectores de declives diferentes do considerado por aqueles autores.Antes de passar a outros declives, começou-se por reproduzir as experiências descritasem Melby & Kobayashi (1999). Tratam-se de ensaios com modelo físico reduzido de longaduração em que sequências de estados de agitação estacionários vão atingindo o mantoprotector e se mede o volume erodido no final da actuação de cada estado de agitação. Umavez que estes ensaios terminam apenas quando fica visível uma porção apreciável do filtro sobo manto protector, a sua duração pode variar entre 9 e 28 horas. A medição do volume erodidono final da actuação de cada estado de agitação é realizada a partir da reconstrução de paresestéreo em que se compensa a refracção induzida pela interface ar-água. Tal significa queaquelas fotografias podem ser tiradas mantendo-se a água no canal.Palavras chave Quebra-mares de talude, Previsão da evolução dos danos no mantoresistente, Ensaios em modelo reduzido, Reconstituição de cenas a partir de pares estéreo,Análise de risco, Estudo probabilístico
Year: 2009
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Author(s): Lemos, R.; Santos, J. A.
Keywords: Taludes de quebra-mares; Erosão
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Wave Overtopping of a Porous Structure: Numerical and Physical Modeling
This paper illustrates the application of the new version of a nonlinear shallow water numerical model, AMAZON,to study the mean wave overtopping discharge at a porous breakwater that protects the Portuguese harbor of Póvoade Varzim. The results are compared with two-dimensional physical model data collected at the National CivilEngineering Laboratory, Portugal. The implications of using different porous flow parameters in the Forchheimerequation for stationary turbulent flow within the porous layer of the breakwater are discussed. The maximumvelocity that the water can reach during the exchange between the free-flow and porous layers has been included asan input to AMAZON and its impact on the overtopping results is analyzed. A suitable choice of the values of theporous flow parameters and of the maximum velocity leads to a good agreement between the AMAZON results andthe data. The specified maximum velocity was found to be the parameter which mostly affects the obtained results.
Year: 2009
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Author(s): Reis, M. T.; Neves, M. G.; Hu, K.
Keywords: Mean overtopping discharge; Breakwaters; Amazon nonlinear shallow water model; Physical model data
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Relatório Científico
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Breaking waves on beaches.
N/A
Year: 1992
Author(s): Sancho, F. E.
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Emissário submarino da Madalena (Vila Nova de Gaia). Acidente na zona II. Estudo das características da agitação marítima na zona da obra.
N/A
Year: 1992
Author(s): Covas, J. A.; Carvalho, M. M.; Fortes, C. J. E. M.
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Estudo do reforço do molhe de Vila Porto. Ensaios tridimensionais de estabilidade e galgamentos.
N/A
Year: 1992
Author(s): Silva, L. G.
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Memorandum on the Outcome of the European Workshop on RTD for freshwater resources management in the Community. Monitor - SAST Activity, Commission of the European Communities, DG XII,
N/A
Year: 1992
Author(s): Carvalho, M. M.
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Missão do Director do subprojecto B e do responsável pela tarefa B3 a Londres, de 5 a 10 de Novembro de 1991, para participação no BREAKWATERS'91.
N/A
Year: 1992
Author(s): Marcos Rita, M.; Silva, L. G.
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Mission to Ankara of Manuel Marcos Rita.
N/A
Year: 1992
Author(s): Marcos Rita, M.
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Modelo matemático de cálculo da agitação e ressonância em portos e zonas abrigadas (método dos elementos de fronteira).
N/A
Year: 1992
Author(s): Covas, J. A.
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Observação sistemática de obras marítimas. Estudo de refracção em computador com ondas regulares e com ondas irregulares. Porto da Figueira da Foz.
N/A
Year: 1992
Author(s): Covas, J. A.; Fortes, C. J. E. M.
Info
Observação sistemática de obras marítimas. Estudo do comportamento dos quebra-mares de protecção da embocadura da ria de Aveiro.
N/A
Year: 1992
Author(s): Silva, L. G.; Reis, M. T.
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Observação sistemática de obras marítimas. Estudo do comportamento dos quebra-mares de protecção da entrada da barra de Faro-Olhão da Ria Formosa.
N/A
Year: 1992
Author(s): Silva, L. G.; Reis, M. T.
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