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Modos não-lineares de vibração e controle ativo de risers (2009)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: SANCHES, CÉSAR TARABAY - EP
  • Unidades: EP
  • Sigla do Departamento: PEF
  • Subjects: TUBOS FLEXÍVEIS; VIBRAÇÕES; ESTRUTURAS OCEÂNICAS; MODELOS MATEMÁTICOS
  • Language: Português
  • Abstract: Este trabalho tem por objetivos: o estudo do comportamento dinâmico não-linear de risers oceânicos, utilizando modos não-lineares de vibração, e o controle ativo das vibrações neles induzidas. Uma formulação não-linear do método dos elementos finitos é utilizada para a modelagem dos sistemas estruturais com vários graus de liberdade. Pela aplicação do método das variedades invariantes ao modelo de elementos finitos, determinam-se os modos normais não-lineares. Para o caso de ressonâncias internas, pode ser necessário determinar multi-modos não-lineares, o que se faz pela aplicação do método das múltiplas escalas. Apreciável esforço científico ainda é necessário para uma compreensão profunda da dinâmica de risers. Muitas das questões em aberto estão relacionadas a aplicações em águas ultraprofundas. Recentemente, novas reservas de óleo e gás foram descobertas no mar brasileiro em águas ultraprofundas, com lâminas d'água superiores a 2500m. Assim, a indústria offshore se depara com um novo conjunto de problemas e desafios relacionados à dinâmica não-linear de risers. Desta forma, a análise modal não-linear pode ter um importante papel na modelagem de Riser-Tower's, SCR's (Steel Catenary Riser), entre outros sistemas oceânicos. Um procedimento completo consideraria diversos aspectos como movimentos induzidos por ondas (WIM - Wave Induced Motion) e por correntes oceânicas. Nesta última categoria, ressaltam-se as vibrações induzidas por vórtices (VIV - VortexInduced Vibration). A todos esses fenômenos se somam o escoamento interno, deslocamento imposto, contato com o solo marinho, etc. Nota-se que a análise modal não-linear é adequada para representar o comportamento da dinâmica global dos risers por meio de modelos matemáticos com poucos graus de liberdade. Diferenças relevantes entre as abordagens linear e não-linear são encontradas na forma modal e nos diagramas de fase. ) Tais diferenças podem ser importantes quando o arrasto e a inércia do fluido forem considerados. Multi-modos são utilizados para abordar ressonâncias internas utilizando análises acopladas que são importantes no caso de excitação multi-modal de modos altos por VIV. De fato, modos não-lineares podem ser úteis na elaboração de modelos matematicamente reduzidos que apresentem uma resposta qualitativa e quantitativamente coerente com a resposta da análise de risers sob carregamentos reais. A análise modal não-linear é uma técnica inovadora que permite um aprofundamento do entendimento do comportamento da dinâmica dos risers e a elaboração de modelos matemáticos com poucos graus de liberdade. Por serem modelos menores, consomem menos tempo de processamento levando a respostas mais rápidas, essenciais para sistemas de controle eficientes. Alguns exemplos de sistemas de controle são estudados neste trabalho
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 12.03.2009

  • How to cite
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    • ABNT

      SANCHES, César Tarabay; MAZZILLI, Carlos Eduardo Nigro. Modos não-lineares de vibração e controle ativo de risers. 2009.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2009. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-25052009-160808/ >.
    • APA

      Sanches, C. T., & Mazzilli, C. E. N. (2009). Modos não-lineares de vibração e controle ativo de risers. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-25052009-160808/
    • NLM

      Sanches CT, Mazzilli CEN. Modos não-lineares de vibração e controle ativo de risers [Internet]. 2009 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-25052009-160808/
    • Vancouver

      Sanches CT, Mazzilli CEN. Modos não-lineares de vibração e controle ativo de risers [Internet]. 2009 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-25052009-160808/

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