Sistema de automação e controle para tanques oceânicos com múltiplos atuadores (2012)
- Authors:
- Autor USP: MELLO, PEDRO CARDOZO DE - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PMR
- Subjects: TANQUE DE PROVAS; ONDAS (GERAÇÃO;ENSAIOS); CONTROLADORES PROGRAMÁVEIS; ONDÓGRAFO
- Language: Português
- Abstract: O presente trabalho aborda o desenvolvimento de um sistema de automação e controle para tanques oceânicos com múltiplos atuadores para possibilitar a geração e absorção ativa de ondas. O desenvolvimento compreende: a implementação e validação do sistema de automação e controle para o tanque de provas; o desenvolvimento de algoritmos para geração de ondas com batedores do tipo flap, para atender os casos tipicamente utilizados em ensaios de estruturas oceânicas, tais como ondas regulares e irregulares, com ou sem espalhamento direcional. O sistema desenvolvido fez uso de controladores do tipo CLP (controlador lógico programável) em rede de comunicação industrial usando troca de dados síncrona, como uma solução robusta de automação. Os controladores desenvolvidos foram estudados individualmente para a devida caracterização e identificação dos limites de desempenho. Sensores de ondas ultrassônicos foram desenvolvidos e caracterizados para medir ondas nos atuadores e viabilizar a malha de controle de absorção ativa do tanque de provas. Sensores de ondas capacitivos foram desenvolvidos e calibrados para medição de ondas nos ensaios experimentais. A validação experimental do funcionamento do sistema de atuação, controle e sensoriamento foi realizada utilizando os equipamentos desenvolvidos. Os testes foram feitos validando o funcionamento dos atuadores, a geração de ondas regulares, a geração de ondas regulares oblíquas e a geração de ondas irregulares de cristas longas. Os testes apontaram que os atuadores dos cantos do tanque e que são fixos provocam alterações no campo de ondas tal qual difração de ondas. As flutuações foram avaliadas onde os valores extremos podem chegar a 58% e proposta de medidas paliativas foram feitas.As ondas regulares e irregulares foram validadas para que o tanque seja capaz de realizar ensaios experimentais reproduzindo as condições ambientais da costa Brasileira em ensaios com modelos reduzidos. Foram realizadas medições do coeficiente de reflexão das ondas regulares e irregulares geradas no tanque de provas que mostram valores em torno de 10%. Usando absorção ativa de ondas em duas laterais opostas do tanque, foi percebido que a segunda reflexão (re-reflexão) afeta fracamente o campo de ondas. Demonstrando potencial do controlador do tanque, foi desenvolvida uma nova técnica para focalização de energia de ondas em tanque de provas, fundamentada na técnica de TR (time reversal) para concentrar ondas em pontos específicos do espaço. Esta foi originalmente proposta para aplicações usando ultrassom na forma de ondas de pressão acústica, mas, devido à semelhança do fenômeno físico, a técnica foi aplicada às ondas de superfície livre da água. Foram realizados três tipos de testes usando TR e em todos eles a concentração de ondas foi obtida no local esperado e no instante esperado. Foi percebido que o método funciona mesmo que existam obstáculos à propagação da onda, como difração e reflexão no interior do tanque de provas. Um objeto lançado contra a água, gerando ondas concêntricas foi estudado e após a aplicação de TR resultou em uma onda concentrada no ponto de lançamento. Os fenômenos observados podem servir de paradigma para comparações numéricas e estudos de ondas em meios dispersivos.
- Imprenta:
- Data da defesa: 26.03.2012
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ABNT
MELLO, Pedro Cardozo de. Sistema de automação e controle para tanques oceânicos com múltiplos atuadores. 2012. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2012. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-19112012-123823/. Acesso em: 19 set. 2024. -
APA
Mello, P. C. de. (2012). Sistema de automação e controle para tanques oceânicos com múltiplos atuadores (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-19112012-123823/ -
NLM
Mello PC de. Sistema de automação e controle para tanques oceânicos com múltiplos atuadores [Internet]. 2012 ;[citado 2024 set. 19 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-19112012-123823/ -
Vancouver
Mello PC de. Sistema de automação e controle para tanques oceânicos com múltiplos atuadores [Internet]. 2012 ;[citado 2024 set. 19 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-19112012-123823/ - Drift-Off study in drilling vessels comparing numerical model and full-scale field measurements
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