Publicações

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 tem como objetivo o desenvolvimento de um sistema de previsão, alerta, planeamento de emergência e gestão de risco de galgamentos e inundações em zonas costeiras e portuárias, com base no sistema HIDRALERTA. Partindo das características da agitação marítima ao largo e utilizando modelos numéricos para a propagação e deformação da agitação marítima, o sistema HIDRALERTA estima os parâmetros relevantes da agitação marítima para a avaliação do galgamento e da inundação bem como o risco associado a esses eventos. As funcionalidades que se pretendem melhorar no âmbito do projeto To-SEAlert dizem respeito às metodologias de previsão do galgamento e da delimitação da zona inundada, bem como no apoio à resposta a situações de emergência envolvendo fenómenos de galgamento. A implementação e a validação do protótipo do To-SEAlert estão a ser efetuadas para a zona costeira da Costa da Caparica e para o porto da Ericeira. Este artigo apresenta o trabalho desenvolvido até à data na construção e desenvolvimento do protótipo do To-SEAlert para o porto da Ericeira.

Under the scope of the HYDRALAB+ transnational access project, the so-called RODBreak experiment was conducted in the multidirectional wave basin at the Marienwerden facilities of the Leibniz University Hannover (LUH). A stretch of a rubble-mound breakwater was built in the wave basin with a very gentle slope. Its armour layer was made of Antifer cubes, at the roundhead and adjoining trunk, and of rock, at the rest of the trunk.A set of tests was carried out to extend the range of wave steepness values analysed in wave run-up, vertopping and armour layer stability studies, focusing on oblique extreme wave conditions, with incident wave angles from 40º to 90º.The present study focuses on the analysis of measured wave run-up values obtained in the tests and on their on their variability as well as the influence of the wave obliquity and directional spreading.

Several authors have proposed guidelines on how to consider the effects of oblique waves on the stability of armour layers of rubble-mound breakwaters. Especially for very oblique waves, for which the increase in stability is the largest, limited data are available. Under the scope of the HYDRALAB+ transnational access project

This paper describes a program under the responsibility of LNEC for the systematic observation and monitoring of maritime works that has successfully been applied to a number of maritime structures on the Portuguese mainland coast. The now-called OSOM+ program comprises the following four main components for each structure: i) periodic visual inspections by an experienced technician; ii) periodic aerial inspections with a UAV/ drone; iii) a ANOSOM-WEB database, to store and/or query obtained information on the observation campaigns, as well as to diagnose present, evolution and risk conditions of the structure; iv) a mobile, portable, application, for realtime input and visualization of the database information. OSOM+ has recently been updated with a number of tools and functionalities that are illustrated in this paper with applications to two real case studies: the Portimão harbor breakwaters and Faro-Olhão inlet entrance breakwaters, both located in the south coast of Portugal.

Wave energy is a renewable source with significant amount in relation to the global demand. A good concept of a device applied to extract this type of energy is the onshore oscillating water column wave energy converter (OWC-WEC). This study shows a numerical analysis of the diameter determination of two types of turbines, Wells and Impulse, installed in an onshore OWC device subjected to a hypothetical sea state. Commercial software FLUENT, which is based on RANS-VoF (Reynolds Averaged Navier-Stokes equations and Volume of Fluid technique), is employed. A methodology that imposes air pressure on the chamber, considering the air compressibility effect, is used. The mathematical domain consists of a 10 m deep flume with a 10 m long and 10 m wide OWC chamber at its end (geometry is similar to that of the Pico

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.

The vegetation capacity to protect the coasts from wave action is becoming more important and attractive due to ongoing sea level rise and increasing storminess. In addition, it is a quite environmentally friendly way. Quantifying the vegetation effect in wave propagation will be relevant for coastal management. A non-hydrostatic wave model based on the nonlinear shallow water equations, SWASH, offers opportunities to quantify the wave dissipation effect in vegetation fields. However, limited applications of SWASH addressing this subject can be found in the literature and therefore it is important to enhance the existing knowledge on the model behaviour. In this research, in order to understand the characteristics of the SWASH model further, the model is applied to reproduce the significant wave height (Hs ) evolution over vegetation fields measured in flume experiments and in field campaign. Overall, SWASH performed very well in reproducing the Hs evolution measured both in the laboratory and in the field. In the case of flume data, the statistical scores MBE, RMSE and MRE, showed that the SWASH performance clearly improved when increasing the number of vertical layers assumed in the simulations. In the case of field data, considering a vegetation factor (Vf ) between 0.1 and 0.5, that represents the overall effect of scarcely known numerical vegetation parameters, led to a fairly good SWASH performance in modelling the Hs evolution over vegetation.

O Porto de Leixões, localizado na costa norte de Portugal, é um dos maiores do país, recebendo diariamentevários 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

An alternative to the energy matrix expansion, due to the increase of global electricity demand, is the renewable sea wave energy source, which has high energy potential. The Oscillating Water Column (OWC) converter is one of the most studied, although it is not yet used at commercial scale. Therefore, searching the optimal geometric configuration is fundamental to turn this device viable. This study proposes a numerical analysis of an onshore OWC for different slopes of chamber walls (from 40o to 90o) and equipped with a Wells turbine. Simulations of incompressible 2D flows are performed by means of the FLUENT® software, which is based on Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) equations. The k-

Uniform flows over circular cylinders in different arrangements appear in manypractical situations. Analyses of side-by-side, tandem and staggered arrangements have shownsignificant differences among flow parameters and the interaction of the flow and the cylinder,by comparison with single cylinder parameters. This paper describes the study of two circularcylinders in tandem arrangement subject to bi-dimensional uniform laminar flows at lowReynolds numbers from 90 to 140. Cases with distance between cylinders equal to 5.25diameter for both fixed cylinders and for a fixed upstream cylinder and a downstream oneelastically mounted in transversal direction are analysed. The numerical model Ifeinco, whichis based on the finite element method and uses a partitioned scheme that considers two-wayinteraction of fluid flow and structure, is employed in the analysis. The fluid flow model usesa semi-implicit two-step Taylor-Galerkin method to discretize the Navier-Stokes equations andthe arbitrary Lagrangean-Eulerian formulation to follow the cylinder motion. The analysis ofthe cylinder movement is carried out by using one DOF dynamic equation for the transversedirection discretized in time by the implicit Newmark method. For both fixed cylinders,differences in terms of lift and drag coefficients and Strouhal number are found by comparisonwith the ones of the single cylinder. When the downstream cylinder is elastically mounted, alock-in phenomenon is observed in a range of Reynolds numbers, characterized by thediscontinuity of the lift and drag coefficients, vortex vibration and natural frequenciesapproximation and increase in vibration amplitude.

Pressure disturbance waves are computed via a fully nonlinear, unsteady, boundary integral formulation for various Froude numbers. Three moving pressure distributions are introduced in the numerical model to evaluate the produced wave patterns in a channel. For Froude numbers equal to one, classical runaway solitons are obtained on the fore of the moving pressure patch whereas "stern" waves are radiated away. "Step-like" pressure distributions give different responses to the free-surface flow, with upward breaker jets and steeper "stern" waves. For supercritical and subcritical flows, steady solitons and stationary trenches moving at the same speed of the pressure distribution are obtained, respectively. Nonlinear results show that the wave field is significantly affected by the chosen moving pressure distribution, with breaking "bow" waves and steeper "stern" waves when "step-like" pressure functions are used.

Este artigo refere-se a estudos realizados para o projeto de um recife artificial paraamplificação das ondas de vento de curto período (5 a 8s) a fim de melhorar oaproveitamento energético e as condições de surfe em uma praia cuja rebentação écolapsante na zona costeira do Rio de Janeiro, Brasil.O projeto preliminar deste recife foi desenvolvido através de um estudo em modelo numéricode propagação de ondas regulares, Ref/Dif. Após alguns testes da geometria do recife, estaetapa gerou uma forma final, que foi simulada com o modelo numérico totalmente não-linearCoulwave, e em modelo físico, construído na escala 1:15, para comparação dos resultadose proposição de possíveis alterações na forma da estrutura a fim de aumentar suaeficiência.Pretendeu-se avaliar o desempenho dos modelos numéricos na simulação da hidrodinâmicaem torno do recife pelo que são mostradas comparações entre os resultados obtidos nomodelo físico e nos modelos numéricos. Em relação à altura da onda, a diferença relativaentre os resultados obtidos no Coulwave e no modelo físico foi de 4%, enquanto que noRefDif foi de 5%. Verificou-se que efeitos não lineares como a reflexão das ondas no taludeda estrutura que não apareceram na modelagem com o Ref/Dif se mostraram importantesna modelagem física, e foram bem representados pelo Coulwave.

RADE, acronym for Remote Access to Data and Experiments, is a Joint Research Activity of project HYDRALABIV - More than Water. Its aim is to develop a robust set of information systems to improve access to hydraulic experiments and data through innovative use of modern data management, curation and communication technologies. The objective of the present work is to describe two different methodologies, developed by the National Laboratory for Civil Engineering (LNEC) and by DELTARES, on remote access to data and experiments applied to hydraulic laboratory facilities.

Maritime structures (breakwaters, groynes, ocean wave/wind energyconverters, etc.) are exposed towave attack,which generates common emergency sit-uations with serious environmental and economic consequences. This paper presentsa methodology developed at LNEC for forecasting and early warning of wave over-topping in ports/coastal areas to prevent emergency situations and support theirmanagement and the long-term planning of interventions in the study area. It isimplemented in a risk management tool. The methodology uses numerical models topropagate waves from offshore to port/coastal areas to obtain the required input forovertopping assessmentmethods, such as empirical formulas and artificial neural net-works. The calculated overtopping values are compared with pre-established admis-sible values in order to define the warning levels. These admissible values are derivedfrom general international recommendations and information from local authorities.They depend on the characteristics of the overtopped structure and of the protectedarea, and on the activities developed there. The warning methodology is applied toPraia da Vitória Port (Azores-Portugal) as an illustrative example. Future develop-ments include the use of complex numerical models (e.g. Navier-Stokes equationssolvers; particle methods) to calculate wave overtopping and to extend the method-ology to warn of risks associated with wave energy production failure.

No presente artigo apresentam-se as simulações numéricas feitas utilizando o código OpenFOAM®, recorrendo à biblioteca porousWaveFoam, para simular a interação de ondas com um quebra-mar poroso. O código numérico resolve as equações VARANS (Volume-Averaged Reynolds-Averaged Navier-Stokes) em regime transitório e utiliza um esquema do tipo VoF (Volume of Fluid) para identificar a superfície livre. O meio poroso é modelado pela equação de Darcy

No presente artigo apresentam-se as simulações numéricas feitas utilizando o código OpenFOAM®, recorrendo à biblioteca porousWaveFoam, para simular a interação de ondas com um quebra-mar poroso. O código numérico resolve as equações VARANS (Volume-Averaged Reynolds-Averaged Navier-Stokes) em regime transitório e utiliza um esquema do tipo VoF (Volume of Fluid) para identificar a superfície livre. O meio poroso é modelado pela equação de Darcy

No presente artigo apresentam-se as simulações numéricas feitas, utilizando o código OpenFOAM®,para a interacção de uma onda regular com um cilindro horizontal totalmente submerso, colocado paralelamente àcrista das ondas incidentes, com o seu eixo a 3 raios de profundidade. O código numérico utilizado resolve asequações de Navier-Stokes em regime transitório e utiliza um esquema do tipo VoF (Volume of Fluid) paraidentificar a superfície livre. É estudada a dependência da solução face ao refinamento da malha e feita acomparação dos resultados obtidos com dados experimentais e de outros códigos numéricos. São apresentadas: aelevação da superfície livre nas proximidades do cilindro; perfis de velocidade em localizações seleccionadas aolongo do canal; e o campo de velocidades nas proximidades do cilindro. Constatou-se uma boa correspondênciaentre os resultados obtidos no âmbito deste trabalho com os experimentais e os obtidos por outros códigosnuméricos.

No presente artigo apresentam-se as simulações numéricas feitas utilizando o código OpenFOAM®, recorrendo ao solver waves2Foam, para simular a propagação de ondas regulares sem rebentação num canal tridimensional. O código numérico resolve as equações de Navier-Stokes em regime transitório e utiliza um esquema do tipo VoF (Volume of Fluid) para identificar a superfície livre. Foi considerada uma onda regular incidente com 1,5 s de período e 10 cm de altura. Esta é uma das condições de entre o vasto conjunto de ensaios em canal de ondas realizado no Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) cujo objetivo foi a análise da hidrodinâmica da propagação de onda sobre um fundo de batimetria variável, para várias condições de agitação incidente. São feitas comparações entre os resultados numéricos e os experimentais. Estas comparações incluem: evoluções temporais de sondas de nível em várias localizações ao longo do canal e correspondentes espetros de amplitude; evolução da altura significativa e do período médio das ondas ao longo do canal; evolução temporal das componentes da velocidade em localizações selecionadas no canal e distribuição bidimensional dessas componentes. Constata-se que os resultados numéricos obtidos apresentam valores próximos dos experimentais. As diferenças verificadas são atribuíveis a imprecisões numéricas bem como a diferenças entre a forma de geração de onda entre o numérico e o experimental.

Este trabalho apresenta a aplicação da ferramenta numérica SWAMS para caracterizar o comportamento de um navio amarrado na bacia do Terminal de Contentores do Porto de Sines. São analisados os movimentos do navio, as forças nas amarras e nas defensas. Analisa-se ainda a influência do vento e da introdução de pré tensionamento nas amarras assim como a resposta do sistema quando sujeito a ondas longas. Os resultados permitem avaliar qual destes fatores tem maior influência sobre os movimentos do navio e a sua segurança.

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C2IMPRESS is a multi-disciplinary project which aims to enhance understanding and public awareness on multi-hazard risk, based on innovative models, methods, frameworks, tools and technologies to develop decision-making platforms with a fine-grained spatio-temporal data to better assess impacts, vulnerability and resilience on natural hazards. This Report is the Deliverable 1.1 and belongs to Work Package 1, which is mainly addressed to identify the past climate and physical processes that underlie natural disaster events and their consequences

A major objective of TRA LISBON 2022 Conference is to boost research and innovation capacity for the transport sector, throughout a full innovation cycle, from idea to market. Having this in view, the project

The demonstration area will be one of the main focus points of TRA LISBON 2022, presenting multifunctional spaces and being prepared to receive a large number of different types of on-site demonstrations (indoor and outdoor). On-line demonstrations will also be an option, allowing for the widest possible coverage of access for all the participants.The dedicated areas will allow for interactive demonstrations of technological innovations to be carried out by and for industry partners, researchers, and other stakeholders. Demonstrations are an excellent opportunity to introduce conference attendees in an engaging way, as well as to promote new contacts and promising business.

According to the CSA project plan, WP5.2 task objective is to organize technical tours that feature attractive and interactive showcases aiming at engaging participants into novel technologies for all transport modes and enabling stakeholders and their companies to disseminate and even sell their products and applications to all interested parties.

This report is part of HYDRALAB+ Work Package 10, which seeks to strengthen the coherence of experimental hydraulic and hydrodynamic research undertaken by the HYDRALAB+ partner organisations. It outlines the work carried out by Samui Design & Management Ltd, supported by HR Wallingford, in relation to the development of a data repository structure that can be adopted by participants of the HYDRALAB+ project.

Reliable prediction of wave run-up/overtopping and structure damage is a key task in the design and safety assessment of coastal and harbor structures. Run-up/overtopping and damage must be below acceptable limits, both in extreme and in normal operating conditions, to guarantee the stability of the structure and the safety of people and assets on and behind the structure. The mean-sea-level rise caused by climate change and its effects on wave climate may increase the number and intensity of run-up/overtopping events and make the existing coastal/harbor structures more vulnerable to damage.Accurate estimates, through physical modelling, of the statistics of overtopping waves for a set of climate change conditions, are needed. The research project HYDRALAB+ (H2020-INFRAIA-2014-2015) gathers an advanced network of environmental hydraulic institutes in Europe, which provides access to a suite of environmental hydraulic facilities. They play a vital role in the development of climate change adaptation strategies, by allowing the direct testing of adaptation measures and by providing data for numerical model calibration and validation. The use of physical (scale) models allows the simulation of extreme events as they are now, and as they are projected to be under different climate change scenarios.The enclosed dataset refers to the experimental work developed at LNEC within HYDRALAB+ and considers 2D damage and overtopping tests for a rock armor slope, with four different approaches to represent storms. Data of free surface elevation, overtopping and damage is presented.

The HYDRALAB+ project is aimed at strengthening the coherence of experimental hydraulic and hydrodynamic research undertaken across its partner organisations. This report is D10.2 of the HYDRALAB+ project, entitled

The HYDRALAB+ project is aimed at strengthening the coherence of experimental hydraulic and hydrodynamic research undertaken across its partner organisations. This report is D10.3 of the HYDRALAB+ project, entitled

This deliverable is related to task 8.2

Neste relatório inicial são apresentadas a arquitetura e as caraterísticas gerais dos protótipos do sistema de previsão, alerta e gestão de riscos causados pela agitação marítima para os portos de Madalena do Pico, São Roque do Pico e Praia da Vitória. Os três protótipos em desenvolvimento têm por base uma arquitetura semelhante, com características distintas, nomeadamente no que respeita à localização dos dados de base, às malhas computacionais utilizadas e às características físicas das fronteiras, tanto no plano horizontal (interface terra-mar), como no vertical (batimetria dos fundos). Caracteriza-se o layout geral dos portos, bem como a sua morfologia e operabilidade.

The project LIFEGARACHICO (LIFE20 CCA/ES/001641) proposes the creation of an effective flexible adaptation framework for the coastal unicipalities of Macaronesia, making specific local interventions to increase their resilience against extreme coastal events resulting from climate change. Social surveys were applied in Praia da Vitória, Terceira, Azores, to understand the civilians perception of coastal flooding events.

The project LIFE-GARACHICO (LIFE20 CCA/ES/001641) proposes the creation of an effective flexible adaptation framework for the coastal municipalities of Macaronesia, making specific local interventions to increase their resilience against extreme coastal events resulting from climate change. Social surveys were applied in both localities in order to understand the civilians perception of coastal flooding events

Realização de ensaios em modelo físico reduzido 3D para a avaliação da estabilidade do quebra-mar destacado do Porto Inlgês, Maio, Cabo-Verde

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Adverse sea conditions can cause emergency situations associated to wave overtopping, which endanger the safety of people and goods, with negative impacts for society, the economy and the environment. Therefore, a methodology to assess the overtopping risk in port and coastal areas is essential for a proper planning and management of these areas.The Portuguese National Laboratory for Civil Engineering (LNEC) has been developing the HIDRALERTA system, an integrated decision-support tool for port and coastal management, which focus in preventing and supporting the management of emergency situations and the long-term planning of interventions in the study areas. It enables the user to calculate the risk for various port and coastal activities, starting with the characterization of sea-waves, wind field and tide levels at the study regions.HIDRALERTA was already tested at different places in Portugal: Costa da Caparica beach, in Almada, and port of Praia da Vitória, in the Azores. However, in both cases, the evaluation of wave overtopping / flooding consequences was carried out using a quite simple approach. In fact, such consequences were assessed only at a global and qualitative level, based on information provided by the responsible authorities.This paper aims at testing a quantitative methodology to evaluate overtopping consequences: the Analytic Network Process (ANP). This methodology was proposed to solve complex decision-making problems and its objective is to calculate the priorities among decision elements which will define their final weights on the consequences. The ANP approach can produce interdependencies between criteria and compute the respective weight of each criterion. Such a network model with dependence and feedback improves the priorities derived from judgements and makes prediction more accurate. So, the ANP allows comparison among clusters of elements. Furthermore, in this methodology we take into account the impacts of alternatives on the importance of criteria, by normalizing the comparison matrix. Thus, the given alternatives can influence the ranking of criteria.Application of the ANP methodology to the case study of Praia da Vitória port is presented and a consequences level map is obtained.

Apresenta-se um novo sistema de alerta para navios amarrados em portos que se encontra em desenvolvimento no Laboratório Nacional de Engenharia Civil. O sistema SWAMS_ALERTA é um sistema de previsão e alerta baseado na avaliação do risco associado ao comportamento de navios amarrados em zonas portuárias.Os riscos associados a navios amarrados decorrem de movimentos excessivos, quer no plano horizontal, quer no plano vertical. Estes movimentos podem condicionar as atividades portuárias, nomeadamente cargas e descargas, mas em casos extremos podem levar à ocorrência de situações de emergência, tais como rotura de cabos, rotura de cabeços de amarração ou até colisões com o cais. As consequências deste tipo de situações envolvem sempre grandes prejuízos materiais e por vezes humanos.O sistema SWAMS_ALERTA utiliza as medições e previsões de agitação marítima para a determinação dos seus efeitos em termos de movimentos nos seis graus de liberdade e forças nas amarras e defensas quando o navio se encontra estacionado no cais. Para tal, o sistema recorre a uma série de modelos numéricos, interligados entre si. A comparação destes valores com valores máximos admissíveis pré-estabelecidos permite a avaliação, em tempo real, de situações de emergência e a emissão de alertas dirigidos às entidades portuárias.O sistema é constituído por 4 módulos:I

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