Publications

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.

Em 2 de outubro de 2019, o furacão Lorenzo atingiu as ilhas do Arquipélago dos Açores, provocando estragos nas infraestruturas portuárias, nomeadamente no molhe principal do porto de Ponta Delgada. No sentido de minorar este problema, foi elaborado um projeto de reparação do molhe (CONSULMAR, 2020), tendo nesse âmbito sido necessária a realização dos ensaios em modelo físico tridimensional com o objetivo de avaliar a estabilidade da solução projetada.Os ensaios foram realizados num tanque de ondas irregulares do LNEC à escala geométrica1:65 e contemplaram 6 séries de ensaios associados a 3 rumos de agitação marítima (WSW, S, SSW) e a dois níveis de maré (baixa-mar e preia-mar) associados a períodos de pico (Tp) entre 12 s e 20 s e alturas de onda significativa (Hs) variando entre 8 m e 15 m, Lemos et al. 2020.

A avaliação da estabilidade do manto resistente de quebra-mares de taludes requer, na maioria dos casos, a realização de ensaios em modelo físico. Entre os diferentes métodos de avaliação da evolução da estabilidade, destaca-se a medição do volume erodido do manto resistente por ação da agitação marítima. Este volume pode ser determinado a partir de levantamentos consecutivos da envolvente dos taludes. Melby[1] apresentou uma fórmula para previsão da evolução do dano em quebra-mares de taludes com base nas características da agitação neles incidente. No presente estudo pretendeu-se utilizar um programa de ensaiosem modelo físico bidimensional semelhante ao programa que conduziu à referida fórmula aplicado a um caso de estudo correspondente a uma secção do quebra-mar do porto de Peniche.Os ensaios realizados fazem parte do projeto BSafe4Sea que visa desenvolver, testar e comprovar o conceito de previsão do comportamento estrutural de quebra-mares de talude, que constitui a base de um sistema inovador de apoio à decisão. Os ensaios tiverem como objetivo analisar a resposta da estrutura a diferentes estados de agitação incidentes, cujos resultados são fundamentais para o desenvolvimento d e formulações empíricas de previsão da evolução do dano.

This paper studies the effects of an air bubble curtain on surface water waves. Water particle velocities and free surface elevations were measured simultaneously at two cross-shore sections downstream the air bubble curtain. Measurements were carried out for regular waves regarding different air bubble curtain configurations. Free surface elevations were measured using resistive gauges and the instantaneous velocities were acquired using an Acoustic Doppler Velocimeter (ADV). The characteristics of the free surface elevation, velocity field and turbulence are analyzed and discussed. The free surface elevation was found to be constantly attenuated by the air bubble curtain. The phase-averaged velocity profiles also depict the effect of the air bubbles in the flow field by generating milder longitudinal velocities (u) and by increasing the transverse component of the velocity (w). The increase in the turbulence intensity and the different energy spectrum produced by the air bubble curtain is also analyzed. The experimental results indicate that the thickness of the air bubble curtain and the total air flow rate affects the wave field.

An experimental study was carried out to investigate seabed-pipeline interactions with regard to soil liquefaction. For a soil with a high proportion (30 to 60%) of fine sediment, four groups of tests were configured to reproduce soil liquefaction around pipelines for different initial pipe depths, pipe densities and wave conditions (wave height and period). The study focused on verifying the theoretically computed areas of soil failure by analyzing the sinking depths of the pipelines. The main findings are that a pipe with a submerged specific weight of less than half that of the soil will move up to the mudline; that the loss of soil loading capacity is more frequently evidenced in a fluid-like behavior of the soil than by an abrupt breaking of the soil matrix; and that the pipes which are totally buried will sink more than half-buried pipes. Moreover, wave action and the specific weight of the pipes seem to play more important roles in the expected behavior of the wave

In coastal areas, overtopping events and coastal floods, resulting from the occurrence of maritime storms, can cause severe damage to infrastructure, building and equipment, can be responsible for coastal morphology changes (coastal erosion), as well as put in damage human lives, animals or the ecosystem.

SAFEPORT safety system aims to daily reports to Sines harbour administration, potencial emergency situations regarding ships operation in port areas caused by extreme weather-oceanographic conditions, that may occur in the next three. It consists of a set of numerical models and a qualitative risk assessment and forecasting. It uses forecasts provided offshore of the area under study of sea agitation, wind and tide. The characterization of the response of the free and moored ships at a berth is performed using the numerical modelswhich deals with formulations in the frequency and time domain. The system issue alerts, through danger levels associated with risk levels of exceedance of recommended values for movements and forces imposed on ship mooring systems. SAFEPORT can be adapted to any port. So far, it has been developed and adapted to three terminals of the port of Sines, where three different ships were simulated. This paper presents the developments made to date of the safety system, in terms of its implementation and validation. The numerical models run every day, in real-time mode, in a computer cluster and the system provide forecast results for the next 72 hours. The results are disseminated on a web page and a mobile application in a variety of formats.

Early warning systems are an important tool for local authorities to detect emergency situations in advance and initiate the necessary safety measure. The To-SEAlert project has the aim of increasing the efficiency, robustness and reliability of the HIDRALERTA coastal hazards early warning system. This study shows a first intent to implement the SWASH numerical model to simulate wave overtopping for the Ericeira prototype. SWASH was implemented for one breakwater profile where overtopping discharge and associated risk levelsare estimated. It was compared to the current approach used in HIDRALERTA, the neuronal network NN_OVERTOPPING2. Finally, both approaches were compared with previously analysed video images of the site. The results showed that SWASH generally overestimates overtopping and is not in good agreement with the NN_OVERTOPPING2 or the video images. A possible reason might be the wave direction, which cannot be included in one-dimensional simulations in SWASH.

No âmbito do

Extending for more 900 km with diverse geomorphologies and land-use occupation, the Portuguese coastal zone is highly vulnerable to overtopping and flooding.

O pacote numérico SWAMS permite a caraterização da resposta de navios livres e amarrados sujeitos à ação de ondas, ventos e correntes. São dois os módulos constituintes deste pacote: WAVEPROP, para a geração e propagação de ondas; e MOORNAV para o movimento e forças nos navios.Recentemente, com base neste pacote, foi desenvolvido um sistema de previsão, alerta e avaliação de risco de eventos perigosos associados à navegação em áreas portuárias e ao comportamento dos navios atracados denominado SWAMS_ALERTA.Nesta comunicação, apresentam-se algumas aplicações do pacote SWAMS e do sistema SWAMS_ALERTA, que evidenciam as potencialidades desta ferramenta.Primeiramente descreve-se a aplicação do SWAMS_ALERTA a dois casos de navios amarrados nos portos de Leixões e de Sines, para os quais se avaliou o comportamento dos navios quando neles incidem ondas curtas e longas. Depois, apresenta-se um caso de movimentos induzidos por ondas de esteira.Finalmente, apresenta-se a aplicação deste sistema no porto da praia da Vitória, considerando os movimentos e forças obtidas quando um navio porta-contentores se encontra amarrado ao cais.

The DualSPHysics implementation of Project Chrono is applied to model the hydrodynamics of an oscillating wave surge converter (OWSC) with a hydraulic power takeoff (PTO) mechanism. The Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) model of DualSPHysics is used to model the fluid and Project Chrono

O projeto HYDRALAB+ (H2020-INFRAIA-2014-2015) reúne uma rede de institutos de hidráulica a nível Europeu para o estudo de estratégias de adaptação às alterações climáticas através de estudos experimentais, cujos resultados são essenciais para a calibração e validação de modelos numéricos. O estudo experimental desenvolvido no LNEC, no âmbito do HYDRALAB +, Tarefa 8.2 do RECIPE, com o tema

Esta comunicação apresenta o cálculo das forças atuantes numa ponte-cais para atraque de navios localizada em profundidades intermédias. Estudaram-se diferentes secções transversais que diferem nas suas características geométricas e na respetiva profundidade. Para cada uma delas, foram calculadas as forças através das formulações e através do modelo numérico bidimensional IH2VOF, que resolve as equações de Reynolds-Average-Navier-Stokes com superfície livre. Para a aplicação do modelo foi feito inicialmente um estudo de convergência com a malha para a escolha da discretização da malha mais indicada. Dos resultados obtidos verificou-se que as forças máximas, verticais e horizontais, ocorrem na secção onde a profundidade é maior. Tanto as fórmulas como o modelo IH2VOF apresentam variação das forças com as mesmas tendências ao longo da estrutura, sendo as forças verticais máximas, em geral, significativamente superiores às forças horizontais máximas.

Nesta comunicação, analisa-se, com recurso à modelação física, os movimentos de um navio que de outra forma estaria parado sob a ação das ondas de esteira geradas por outro navio que navega nas imediações do primeiro.Os ensaios em modelo físico reduzido foram realizados num dos tanques do Pavilhão de Hidráulica Marítima do Laboratório Nacional de Engenharia Civil. Nesse tanque, foi colocado um modelo de navio que de outra forma estaria parado, o

Os modelos numéricos baseados nas equações RANS-VoF (Reynolds-Averaged-Navier-Stokes Volume-of-Fluid) têm tido um aumento de popularidade para aplicações em projectos de engenharia costeira e marítima devido ao aumento do recurso computacional e as melhorias numéricas.No entanto, para a correta modelação dos fenómenos envolvidos na interacção ondasestruturas é necessário implementar algoritmos específicos nestes modelos numéricos como os batedores estáticos ou dinâmicos integrando a absorção activa 3D e usando batedores múltiplos e independentes uns dos outros.Apresenta-se, nesta comunicação, o modelo numérico tridimensional RANS-VoF FLUENT® no qual foram implementadas rotinas específicas que permitem modelar um tanque de ondas 3D e analisar as interações complexas onda-estrutura que interessam os projetos de engenharia costeira e marítima. Apresenta-se ainda a aplicação deste modelo ao estudo da interação de ondas com três tipos diferentes de estruturas marítimas: um emissário submarino; um dispositivo de aproveitamento da energia das ondas; e uma parte de uma ponte-cais.

A modelação física em Hidráulica Marítima tem um papel fundamental no apoio aos estudos e projetos de obras marítimas, em especial o que decorre da otimização do seu dimensionamento. Por outro lado, é também uma ferramenta fundamental no desenvolvimento de métodos empíricos e na calibração e/ou validação de modelos numéricos.Na presente comunicação são apresentados exemplos, recentemente desenvolvidos, de casos de estudo de modelação física em que se considera ter havido contributos inovadores em conceitos, equipamentos, técnicas e procedimentos experimentais. Destaca-se também o papel da modelação física como apoio às formulações empíricas e à modelação numérica e são apontados cenários de desenvolvimento para a modelação física de modo a melhor lidar com os problemas das alterações climáticas.

Com vista à verificação da estabilidade da solução estrutural para a 3ª fase do prolongamento do molhe leste do porto de Sines, foram realizados no LNEC ensaios em modelo físico reduzido tridimensional para verificação da estabilidade e galgamento da solução projetada.Nesta comunicação descrevem-se os ensaios realizados no LNEC, onde se procedeu à otimização do projeto, quer no que diz respeito ao modo de colocação dos blocos do manto resistente quer das diferentes densidades de colocação dos blocos, as quais foram sendo adaptadas às diferentes zonas do quebra-mar, consoante a sua solicitação por parte da agitação marítima. Aborda-se ainda a metodologia para a escolha da escala e a sua dependência da tipologia dos blocos adensados a adotar.

Com vista a otimizar a geometria do prolongamento do quebra-mar exterior do Porto de Leixões, bem como a avaliação dos impactes desse prolongamento nas condições de agitação da praia de Matosinhos e na dinâmica sedimentar na vizinhança do porto, revelou-se necessária a realização de três grandes estudos, envolvendo modelação numérica e modelação física. A presente comunicação descreve os estudos realizados, focando-se essencialmente na descrição dos seus objetivos, nas metodologias utilizadas e nos principais resultados obtidos e a forma como estas se refletirão na elaboração dos respetivos Projetos de Execução e Estudo de Impacte Ambiental.

Using physical modelling, the movements of an otherwise motionless ship induced by the wake waves generated by another ship that sails in its vicinity are analyzed.The tests were carried out at one of the wave tanks of the Portuguese Civil Engineering Laboratory (LNEC). The moving ship is a self-propelled scale model of the

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A

N/A