Tese

Mecânica de cabos e tubos submersos lançados em catenária: uma abordagem analítica e experimental (1997)

• Autor:
  • Pesce, Celso Pupo
• Autor USP: PESCE, CELSO PUPO - EP
• Unidade: EP
• Sigla do Departamento: PMC
• Assunto: ENGENHARIA MECÂNICA
• Language: Português
• Abstract: Cabos e tubos submersos lançados em catenária são elementos de fundamental importância nas atividades de exploração de petróleo no mar, particularmente em águas de grandes profundidades. O comportamento mecânico-estrutural deste tipo de componente em resposta ao carregamento próprio, de natureza ambiental e decorrente dos movimentos a ele impostos pela unidade flutuante onde é suspenso, apresenta caráter inerentemente não-linear em vários aspectos, desde aqueles geométricos, caracterizados por vínculos uni-laterais no contato com o solo, até os de natureza hidrodinâmica. O presente trabalho trata dos problemas de determinação da configuração estática de equilíbrio e da resposta dinâmica de linhas submersas em configuração de "catenária direta", com ênfase ao estudo da distribuição de curvatura nas extremidades do vão suspenso, junto ao ponto de contato e junto à unidade flutuante, e que se constituem em regiões críticas no que diz respeito ao projeto. A abordagem é analítica e experimental. O problema estático geral, tridimensional, é formulado e discutido, sob a teoria de barras curvas em regime elástico de grandes deslocamentos e pequenas deformações. O problema plano é então adentrado e analisado em profundidade. Com base na solução de catenária, a solução sob correnteza é analisada. Mostra-se que o efeito da rigidez flexional da linha fica restrito às duas extremidades, caracterizando um problema de perturbação singular em matemática aplicada. O problema de curvatura junto ao ponto de contato com o fundoé analisado sob a técnica da camada-limite, construindo-se uma solução analítica local, dada na forma de uma expressão algébrica. O efeito de flexibilidade do solo é incorporado e discutido. A solução analítica é confrontada com resultados de experimentos específicos e validada. O problema de distribuição de curvatura junto à extremidade superior, na presença de uma terminação flexível, é formulado e ) resolvido através da técnica de camada-limite. Diversos diagramas adimensionais são construídos, apresentados e discutidos à luz das atividades de engenharia de análise e projeto. O problema dinâmico plano é então adentrado. A formulação geral é deduzida e discutida. O emprego da técnica de camada-limite mais uma vez leva à resolução analítica dos problemas de resposta dinâmica e distribuição de curvatura nas regiões das extremidades. Junto ao ponto de contato, o problema dinâmico é analisado em regime sub-crítico, ou seja, quando da inexistência de choque da linha contra o fundo, cuja condição de ocorrência é estabelecida e analisada. A solução analítica do problema dinâmico que rege a curvatura no interior da camada-limite junto ao ponto de contato com o fundo é confrontada com resultados de experimentos conduzidos especificamente, e plenamente validada. Finalmente, a solução analítica junto à extremidade superior, na presença de terminações flexíveis, é construída de forma análoga e discutida. Inúmerosgráficos e diagramas que ilustram a aplicação das soluções analíticas são apresentados e discutidos.
• Imprenta:
  • Publisher place: São Paulo
  • Date published: 1997
• Data da defesa: 20.06.1997


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How to cite

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• ABNT

  PESCE, Celso Pupo. Mecânica de cabos e tubos submersos lançados em catenária: uma abordagem analítica e experimental. 1997. Tese (Livre Docência) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 1997. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/livredocencia/3/tde-24102022-085829/. Acesso em: 28 dez. 2025.

• APA

  Pesce, C. P. (1997). Mecânica de cabos e tubos submersos lançados em catenária: uma abordagem analítica e experimental (Tese (Livre Docência). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/livredocencia/3/tde-24102022-085829/

• NLM

  Pesce CP. Mecânica de cabos e tubos submersos lançados em catenária: uma abordagem analítica e experimental [Internet]. 1997 ;[citado 2025 dez. 28 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/livredocencia/3/tde-24102022-085829/

• Vancouver

  Pesce CP. Mecânica de cabos e tubos submersos lançados em catenária: uma abordagem analítica e experimental [Internet]. 1997 ;[citado 2025 dez. 28 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/livredocencia/3/tde-24102022-085829/

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