A large scale model experimental study of a tidal turbine in uniform steady flow

An experimental study measuring the performance and wake characteristics of a 1:10th scale horizontal axis turbine in steady uniform flow conditions is presented in this paper.
Large scale towing tests conducted in a lake were devised to model the performance of the tidal turbine and measure the wake produced. As a simplification of the marine environment, towing the turbine in a lake provides approximately steady, uniform inflow conditions. A 16m long x 6m wide catamaran was constructed for the test programme. This doubled as a towing rig and flow measurement platform, providing a fixed frame of reference for measurements in the wake of a horizontal axis tidal turbine. Velocity mapping was conducted using Acoustic Doppler Velocimeters.
The results indicate varying the inflow speed yielded little difference in the efficiency of the turbine or the wake velocity deficit characteristics provided the same tip speed ratio is used. Increasing the inflow velocity from 0.9 m/s to 1.2 m/s influenced the turbulent wake characteristics more markedly. The results also demonstrate that the flow field in the wake of a horizontal axis tidal turbine is strongly affected by the turbine support structure

High-resolution seismic reflection investigation of gas accumulation and seepage in the tidal channels of the Ria of Aveiro barrier lagoon (Portugal)

O metano é um gás de estufa potente e uma importante fonte de energia. A importância global e impacto em zonas costeiras de acumulações e escape de gás metano são ainda pouco conhecidas. Esta tese investiga acumulações e escape de gás em canais de maré da Ria de Aveiro com dados de cinco campanhas de reflexão sísmica de alta resolução realizadas em 1986, 1999, 2002 e 2003. Estas incluem três campanhas de Chirp (RIAV99, RIAV02 e RIAV02A) e duas campanhas de Boomer (VOUGA86 e RIAV03). O processamento dos dados de navegação incluíram filtros de erros, correcções de sincronização de relógios de sistemas de aquisição de dados, ajuste de “layback” e estimativa da posição de “midpoint”. O processamento do sinal sísmico consistiu na correcção das amplitudes, remoção de ruído do tipo “burst”, correcções estáticas, correcção do “normal move-out”, filtragem passabanda, desconvolução da assinatura e migração Stolt F-K. A análise da regularidade do trajecto de navegação, dos desfasamentos entre horizontes e dos modelos de superfícies foi utilizada para controlo de qualidade, e permitiu a revisão e melhoria dos parâmetros de processamento. A heterogeneidade da cobertura sísmica, da qualidade do sinal, da penetração e da resolução, no seu conjunto constrangeram o uso dos dados a interpretações detalhadas, mas locais, de objectos geológicos da Ria. É apresentado um procedimento para determinar a escolha de escalas adequadas para modelar os objectos geológicos, baseado na resolução sísmica, erros de posicionamento conhecidos e desfasamentos médios entre horizontes. As evidências de acumulação e escape de gás na Ria de Aveiro incluem turbidez acústica, reflexões reforçadas, cortinas acústicas, domas, “pockmarks” e alinhamentos de “pockmarks” enterradas, horizontes perturbados e plumas acústicas na coluna de água (flares). A estratigrafia e a estrutura geológica controlam a distribuição e extensão das acumulações e escape de gás. Ainda assim, nestes sistemas de baixa profundidade de água, as variações da altura de maré têm um impacto significativo na detecção de gás com métodos acústicos, através de alterações nas amplitudes originais de reflexões reforçadas, turbidez acústica e branqueamento acústico em zonas com gás. Os padrões encontrados confirmam que o escape de bolhas de gás é desencadeado pela descida da maré. Há acumulações de gás em sedimentos Holocénicos e no substrato de argilas e calcários do Mesozóico. Evidências directas de escape de gás em sondagens em zonas vizinhas, mostraram gás essencialmente biogénico. A maioria do gás na área deve ter sido gerado em sedimentos lagunares Holocénicos. No entanto, a localização e geometria de estruturas de escape de fluidos em alguns canais de maré, seguem o padrão de fracturas do substrato Mesozóico, indicando uma possível fonte mais profunda de gás e que estas fracturas funcionam como condutas preferenciais de migração dos fluidos e exercem um controlo estrutural na ocorrência de gás na Ria.

Pathways of recent fine-grained sediment transport on the central Portuguese continental margin

Com o intuito de estudar as principais vias de transporte de sedimentos finos recentes na zona central da margem continental Oeste Portuguesa, parâmetros geoquímicos, mineralógicos e granulométricos foram analisados em sedimentos superficiais e em matéria particulada colhida em armadilhas de sedimentos e integrados com observações da hidrodinâmica de fundo. Os parâmetros geoquímicos foram também estudados na coluna de sedimentos depositada nos últimos 150 anos e em sedimentos pré-industriais. Os referidos parâmetros determinados foram: concentrações elementares, isótopos estáveis de Pb, teores em materiais litogénicos, carbonato de cálcio e carbono orgânico. Os canhões de Lisboa-Setúbal e Cascais tiveram especial destaque no presente estudo dado que, até à data, encontram-se menos estudados que o Canhão da Nazaré. Os resultados mostram que a distribuição de sedimentos na zona central da margem ocidental Portuguesa é particionada pelos canhões e que a exportação de sedimentos da plataforma para zonas mais profundas da margem é restringida pelas correntes do talude, excepto onde os canhões funcionam como corredores para o transporte de sedimentos. Enquanto no Canhão de Lisboa-Setúbal, e provavelmente no Canhão de Cascais, o transporte de sedimentos até à zona inferior é limitada, provavelmente apenas despoletado por eventos de elevada energia, no Canhão da Nazaré o transporte ao longo do todo o canhão parece eficiente. As zonas superiores dos canhões de Lisboa-Setúbal e Cascais presentemente actuam como armadilhas de sedimentos finos, aprisionando partículas em suspensão provenientes da plataforma adjacente. A introdução directa de sedimentos provenientes das plumas dos rios Tejo e Sado nas zonas superiores dos canhões parece limitada, contudo a resuspensão dos sedimentos do prodelta do Tejo como resultado de ondas de tempestade e ondas de maré interna permite o transporte de sedimentos para os canhões adjacentes. Na plataforma de Lisboa-Setúbal-Sines foram identificadas as assinaturas geoquímicas e mineralógicas de diferentes fontes de sedimentos finos (e.g. estuários do Tejo e Sado, arribas costeiras, lagoas de St. André e Melides). As concentrações elementares pré-industriais são muito semelhantes nos canhões da Nazaré e Lisboa-Setúbal, mas variados graus de enriquecimento antrópico de metais traço estão presentes nos sedimentos recentes. A mais acentuada influência antrópica na última área referida é consistente com a sua proximidade a áreas densamente povoadas e industrializadas e com input de sedimentos originários dos rios Tejo e Sado, potenciais transportadores de partículas poluentes. A dispersão de Pb atmosférico parece também significativa sendo que toda a zona da plataforma continental adjacente aos canhões de Lisboa-Setúbal e Cascais apresenta-se enriquecida. A principal fonte de Pb antrópico identificada através de isótopos estáveis de Pb é consistente com a assinatura das cinzas de incineradoras. No Canhão de Lisboa a imersão de dragados contaminados parece ser também uma potencial importante fonte de metais traço antropogénicos.

Numerical Modelling of Hydrodynamic Changes Induced by a Jetty Extension: the Case of Ria de Aveiro (Portugal)

Tidally induced currents in estuarine flows are usually modulated by the tidal regime and respond differently to changes imposed to its natural propagation due to geomorphologic alterations. Some of these changes are due to the implementation of heavy engineering works, most of the times imposed by navigation needs associated with harbours growth. The main purpose of this study is to evaluate the hydrodynamic response of Ria de Aveiro to an alteration on the present geometry of its inlet, which was artificially delimited in 1808 through the construction of two jetties. In order to provide access to deeper draft vessels to the Aveiro harbour, its Administration intends to create better conditions for navigation through the extension by 200 m of the north jetty. A bidimensional hydrodynamic model SIMSYS2D was used in this study to simulate two distinct situations: the actual Ria de Aveiro configuration (2009), which is used as reference, and other including the future inlet configuration with the jetty extension. Several simulations were performed, using both bathymetries and considering extreme tidal conditions as forcing on the model oceanic open boundary. The tidal prism at the lagoon mouth and at the main lagoon channels was determined. Values of sea surface elevation and horizontal current velocity were comparatively analyzed as well as harmonic analysis results. The results for the projected inlet increase comparatively to those for the present configuration, although the differences found are not significant for most of the cases analyzed. More studies should be performed in order to clarify the long term impact of these works on the lagoon hydrodynamics.

Landscape genetics of a seagrass species in a tidal mudflat lagoon

Tese de doutoramento, Ciências do Mar, da Terra e do Ambiente, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

Tidal Energy Resource Characterization in Alberni Inlet, B.C.

Senior thesis written for Oceanography 444

Sources and transport of surface sediment and metals in B.C. fjord, Tahsis Inlet

Senior thesis written for Oceanography 445

Using an anisotropic semivariogram of acoustic backscatter intensity to determine the effects of river and tidal forces on the spatial structure of the Gold River delta

Senior thesis written for Oceanography 445

Tidal flow over a sill in Muchalat Inlet, Nootka Sound, and the resultant mixing processes

Senior thesis written for Oceanography 445

A simulation investigation into the effects of sea level rise on tidal propagation in fjords

Senior thesis written for Oceanography 445

Aproveitamento da energia das correntes marítimas

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica

NAVA enhances tidal volume and diaphragmatic electro-myographic activity matching: a Range90 analysis of supply and demand.

Neurally adjusted ventilatory assist (NAVA) is a ventilation assist mode that delivers pressure in proportionality to electrical activity of the diaphragm (Eadi). Compared to pressure support ventilation (PS), it improves patient-ventilator synchrony and should allow a better expression of patient's intrinsic respiratory variability. We hypothesize that NAVA provides better matching in ventilator tidal volume (Vt) to patients inspiratory demand. 22 patients with acute respiratory failure, ventilated with PS were included in the study. A comparative study was carried out between PS and NAVA, with NAVA gain ensuring the same peak airway pressure as PS. Robust coefficients of variation (CVR) for Eadi and Vt were compared for each mode. The integral of Eadi (ʃEadi) was used to represent patient's inspiratory demand. To evaluate tidal volume and patient's demand matching, Range90 = 5-95 % range of the Vt/ʃEadi ratio was calculated, to normalize and compare differences in demand within and between patients and modes. In this study, peak Eadi and ʃEadi are correlated with median correlation of coefficients, R > 0.95. Median ʃEadi, Vt, neural inspiratory time (Ti_ ( Neural )), inspiratory time (Ti) and peak inspiratory pressure (PIP) were similar in PS and NAVA. However, it was found that individual patients have higher or smaller ʃEadi, Vt, Ti_ ( Neural ), Ti and PIP. CVR analysis showed greater Vt variability for NAVA (p < 0.005). Range90 was lower for NAVA than PS for 21 of 22 patients. NAVA provided better matching of Vt to ʃEadi for 21 of 22 patients, and provided greater variability Vt. These results were achieved regardless of differences in ventilatory demand (Eadi) between patients and modes.

Dynamics And Speciation Of The Heavy Metals In The Lower Reaches Of Chithrapuzha- A Tropical Tidal River

The proposed study is an attempt to quantify and study the seasonal and spatial variations in the distribution of Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd and Pb among the various geochemical phases in the surficial sediments of Chitrapuzha river. The study also estimates the concentration of heavy metals in dissolved, particulate and sediments and their variation in seasonal and spatial distribution. Chitrapuzha River originates as a small stream from the upper reaches of high ranges in the eastern boundary of Kerala, passes through the valley and finally joints in the Cochin backwaters. Numerous industrial units located along the banks of the river discharge treated and untreated effluents into the water. These are long standing local complaints about water pollution causing fish mortality and serious damage to agricultural crops resulting in extensive unemployment in the area. The river is thus of considerable social and economic importance.

Salinity Intrusion and Seasonal Water Quality Variations in the Tidal Canals of Cochin

The study conducted on the salinity intrusion and seasonal water quality variations in the tidal canals of cochin. The main objectives are, salinity intrusion profile, water quality variation of the surface water of the canals,hierarchical utility of the water bodies and to understand the non-conservative components in the water body. The parameters monitored werepH,temperature,alkalinity,conductivity,DO(dissolvedoxygen),COD(chemical oxygen demand),BOD(biochemical oxygen demand0,chloride, total hardness, calcium hardness, dissolved phosphate, nitrate, total iron, sulphate, turbidity, total coliform and SUVA at 254nm. The tidal canals of GCDA were found to be creeks extending to the interior, canals inter connecting parts of the estuary or canals with seasonally broken segments. Based on utility the canals could be classified as: canals heavely polluted and very saline,canals polluted by urban waste , canals having fresh water for most part of the year and not much polluted, fresh water bodies heavily polluted. During the rainy months carbon fixation by plankton is nonexistent,and during the dry months Chitrapuzha becomes a sink of phosphate. The study indicated abiotic subrouts for dissolved phosphate and revealed the potential pitfalls in LOICZ modeling exercise on sewage ladentidal canals. It was also found that all canals except for the canals of West cochin and chittoorpuzha have fresh water for some part of the year. The water quality index in the durable fresh water stretches was found to be of below average category.