Uma formulação em elementos finitos para a análise dinâmica e estática não linear de risers incluindo o contato com o leito do mar (2013)
- Authors:
- Autor USP: SANCHEZ, JESUS ANTONIO GARCIA - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SET
- Subjects: INTERAÇÃO SOLO-ESTRUTURA; DINÂMICA DAS ESTRUTURAS; CINEMÁTICA DOS GASES; MÉTODO DOS ELEMENTOS FINITOS
- Language: Português
- Abstract: Aplica-se uma formulação Lagrangeana total do Método dos elementos Finitos (MEF) baseada em posições para obter a resposta dinâmica não linear de risers bidimensionais em contato com o leito do mar. Os elementos finitos adaptados e aplicados nas soluções são de barras curvas de pórtico com cinemática de Reissner. Os risers são estruturas cilíndricas e esbeltas utilizadas na indústria offshore para transportar desde o fundo do mar até a plataforma gases, óleos, minerais ou lodo, entre outros produtos. Na modelagem dessas estruturas, destacam-se três problemas de imediato, são eles: a determinação da catenária inicial da tubulação, o comportamento estrutural após a aplicação de deslocamentos severos no topo do riser quando ancorado à plataforma ou embarcação flutuante e o contato do riser com o leito do mar. Estes problemas resultam ou são agravados pela forte instabilidade presente nessas estruturas em razão da grande relação entre a extensão dos dutos e sua rigidez transversal. Para obter a configuração inicial, três técnicas de penalização foram desenvolvidas e comparadas. A primeira utiliza a redução progressiva da rigidez da seção transversal do riser, a segunda aplica a penalização direta nos deslocamentos nodais do riser e a terceira emprega uma solução dinâmica amortecida com redução progressiva da massa e do amortecimento. As técnicas são comparadas entre si e com resultados das bibliografias. A metodologia desenvolvida para a aplicação de deslocamentos severos no topo do riser é fundamentada na suavização da posição tentativa, através de fórmula empírica baseada na remodelagem de malhas da mecânica dos fluidos. Discretiza-se o solo com molas distribuídas, de comportamento linear e não linear físico, cuja influência nodal é desenvolvida consistentemente. De forma geral a introdução dessas molas é feita atravésda técnica da penalização da energia potencial total. Descreve-se o comportamento não linear, comumente utilizado para solos coesivos argilosos, com um modelo P-y que considera a penetração inicial, a elevação, assim como a repenetração e alguns ciclos de carregamento e descarregamento delimitados pelas curvas das cargas extremas. Uma técnica de moderação das penalidades é utilizada para auxiliar no problema de contato entre o solo e o riser. Além desses aspectos específicos do trabalho, implementaram-se na formulação do MEF as ações decorrentes de carregamentos de flutuação, peso próprio, forças das correntes do mar e condições de contorno (forças e deslocamentos) devidas às ondas do mar. Realiza-se a integração temporal pelo método clássico de Newmark. A formulação desenvolvida junto com as estratégias implementadas mostram-se adequadas e precisas para o tratamento de risers
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2013
- Data da defesa: 23.08.2013
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ABNT
GARCÍA SÁNCHEZ, Jesús Antonio. Uma formulação em elementos finitos para a análise dinâmica e estática não linear de risers incluindo o contato com o leito do mar. 2013. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2013. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-27052015-144345/. Acesso em: 03 out. 2024. -
APA
García Sánchez, J. A. (2013). Uma formulação em elementos finitos para a análise dinâmica e estática não linear de risers incluindo o contato com o leito do mar (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-27052015-144345/ -
NLM
García Sánchez JA. Uma formulação em elementos finitos para a análise dinâmica e estática não linear de risers incluindo o contato com o leito do mar [Internet]. 2013 ;[citado 2024 out. 03 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-27052015-144345/ -
Vancouver
García Sánchez JA. Uma formulação em elementos finitos para a análise dinâmica e estática não linear de risers incluindo o contato com o leito do mar [Internet]. 2013 ;[citado 2024 out. 03 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18134/tde-27052015-144345/
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