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Tese

Contribuições à modelagem hidrodinâmica de sistemas oceânicos fundeados: texto de sistematização das atividades de pesquisa (2013)

  • Autor:
  • Autor USP: SIMOS, ALEXANDRE NICOLAOS - EP
  • Unidade: EP
  • Sigla do Departamento: PNV
  • Subjects: HIDRODINÂMICA; MANOBRABILIDADE (MODELOS); COMPORTAMENTO DE EMBARCAÇÕES NO MAR; INFERÊNCIA BAYESIANA
  • Language: Português
  • Abstract: Procuro fazer, através deste texto, uma síntese das principais contribuições resultantes de minhas atividades de pesquisa na área de Hidrodinâmica de Sistemas Oceânicos. Em sua quase totalidade, se tratam de trabalhos desenvolvidos junto ao Depto. De Engenharia Naval e Oceânica da EPUSP, quer seja na condição de pós-graduando ou como parte de minhas atividades docentes, iniciadas no ano de 2002. Na elaboração do presente documento, optei por destacar o trabalho em três linhas de pesquisa às quais dediquei a maior parte de meus esforços como pesquisador nestes pouco mais de dez anos, deixando de lado atividades mais pontuais em temas correlatos. São as linhas de pesquisa que julgo conterem as contribuições mais relevantes. Estão todas associadas ao desenvolvimento de modelos e métodos para o estudo da hidrodinâmica de sistemas flutuantes de produção, com especial ênfase naqueles que operam em zonas de grande profundidade. Refletem, assim, em sua maior parte, demandas associadas ao aprimoramento de métodos de projeto e operação dos sistemas offshore que caracterizam a exploração e produção de petróleo e gás nas costas brasileiras. A primeira linha de pesquisa abordada neste texto diz respeito ao desenvolvimento de um modelo semi-empírico para a previsão das forças de correnteza sobre navios petroleiros fundeados. O principal alvo deste modelo são as chamadas plataformas FPSO, usualmente baseadas na conversão de antigos petroleiros de grande porte. As atividades neste tema conduziram à elaboração de um modelo analítico cuja principal virtude é o caráter quase-explícito de sua formulação.Tomando como base uma versão prévia desenvolvida na própria EPUSP, minha principal contribuição neste desenvolvimento foi a inclusão de efeitos decorrentes da velocidade de rotação do casco, o que permitiu a inclusão do modelo em simuladores dinâmicos e possibilitou seu emprego no estudo de uma maior gama de problemas práticos, inclusive no estudo de instabilidade dinâmica nas operações de alívio deste tipo de plataforma (problema conhecido como fishtailing). A validação do modelo foi obtida mediante ensaios em tanque de reboque e a simplicidade do modelo teórico, construído sobre uma formulação que distingue claramente os principais fenômenos físicos associados ao escoamento, permitiu, entre outras coisas, um melhor entendimento do problema de fishtailing. O segundo tópico de pesquisa se refere ao estudo de movimentos ressonantes de sistemas flutuantes induzidos por efeitos de segunda-ordem em ondas. O principal objetivo aqui foi o de definir uma metodologia apropriada para a previsão de movimentos ressonantes verticais em sistemas de grande porte. Este problema, identificado em ensaios com modelos em escala-reduzida de novas gerações de sistemas flutuantes de produção, causou preocupação em virtude da ausência de procedimentos bem-definidos para sua previsão e consequente consideração nas diferentes etapas de projeto destes sistemas. Entre outros resultados relevantes, o estudo levou à proposição do emprego de uma aproximação (denominada aproximação de ruído-branco) que possibilita uma significativa economia de esforço computacional para a previsão das forças hidrodinâmicas de segunda-ordem e, dessa forma, permite uma rápida verificação dos movimentos ressonantes desde as etapas iniciais de projeto.A validade dos procedimentos propostos foi testada não apenas em tanques de provas, mas também através do monitoramento de uma plataforma semi-submersível em escala-real, o que permitiu uma análise de efeitos práticos normalmente desconsiderados em projeto, como a influência do espalhamento direcional das ondas do mar sobre os movimentos medidos. Por fim, a terceira e última linha de pesquisa diz respeito, justamente, a atividades de monitoramento em escala-real, as quais adquirem importância cada vez maior para a identificação de problemas operacionais e para a verificação de métodos e procedimentos de projeto. Trata-se do desenvolvimento e implementação de um método de inferência de ondas do mar através do registro de movimentos de navios ancorados ou de plataformas. Este estudo, iniciado há mais de dez anos, envolveu a seleção de métodos de inferência estatística apropriados, a adaptação de técnicas ao problema de estimação com base em navios de grande porte e o desenvolvimento de um pacote computacional específico para a tarefa. Com resultado concreto, hoje se dispõe de um sistema capaz de realizar medidas contínuas de ondas a bordo de plataformas offshore dotado de instrumentação simples e robusta, de fácil manutenção. Já testado através de extensos conjuntos de ensaio em tanques oceânicos e também em campanha de testes em campo, este sistema configura atualmente uma importante ferramenta para o levantamento das condições de ondas em regiões de águas profundas, atividade comumente sujeita a inúmeras dificuldades técnicas.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 25.09.2013
    • Acesso à fonte
    How to cite
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    • ABNT

      SIMOS, Alexandre Nicolaos. Contribuições à modelagem hidrodinâmica de sistemas oceânicos fundeados: texto de sistematização das atividades de pesquisa. 2013. Tese (Livre Docência) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2013. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/livredocencia/3/tde-17052022-084423/. Acesso em: 06 out. 2024.

    • APA

      Simos, A. N. (2013). Contribuições à modelagem hidrodinâmica de sistemas oceânicos fundeados: texto de sistematização das atividades de pesquisa (Tese (Livre Docência). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/livredocencia/3/tde-17052022-084423/

    • NLM

      Simos AN. Contribuições à modelagem hidrodinâmica de sistemas oceânicos fundeados: texto de sistematização das atividades de pesquisa [Internet]. 2013 ;[citado 2024 out. 06 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/livredocencia/3/tde-17052022-084423/

    • Vancouver

      Simos AN. Contribuições à modelagem hidrodinâmica de sistemas oceânicos fundeados: texto de sistematização das atividades de pesquisa [Internet]. 2013 ;[citado 2024 out. 06 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/livredocencia/3/tde-17052022-084423/

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