Modelo hidro-elástico para simular as vibrações induzidas por vórtices em cabos submersos (2009)
- Authors:
- Autor USP: SILVEIRA, LAURO MASSAO YAMADA DA - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PME
- Subjects: VÓRTICES DOS FLUÍDOS (SIMULAÇÃO NUMÉRICA); CABOS DE AMARRAÇÃO; ESTRUTURAS OFFSHORE SEMISSUBMERSÍVEIS
- Language: Português
- Abstract: O presente trabalho vem propor um estudo numérico qualitativo de um modelo hidro-elástico para simulação das vibrações induzidas por vórtices (VIV) em cabos submersos. O modelo é composto de um sistema acoplado de equações que descrevem tanto a estrutura quanto o fluido. A estrutura é modelada através de um oscilador elástico clássico e discretizada através de um método de massas concentradas. O fluido é considerado através de osciladores discretos baseados em modelos fenomenológicos com equação de Van der Pol ou Ginzburg-Landau. O acoplamento entre os dois ocorre na direção transversal ao escoamento local através da força de sustentação. O estudo foi feito para verificar quais tipos de comportamentos de resposta podem ser obtidos através do uso dos modelos fenomenológicos e, também, avaliar o potencial de tais modelos no ciclo de projeto na indústria atual, com foco na indústria petrolífera. Esta adequabilidade ao uso em projeto leva em conta, em primeiro lugar, a qualidade das respostas, mas também leva em conta a viabilidade da execução de simulações numéricas em tempo apropriado. Assim, um modelo numérico foi desenvolvido para permitir a integração, no domínio do tempo, deste sistema hidro-elástico. Esta integração é feita através de um método explícito de Euler e permite tratar não-linearidades dos osciladores elástico e fluido. Um conjunto de situações foi simulado numericamente, incluindo configurações verticais e também configurações em catenária. Assimulações indicam alto grau de acoplamento entre os osciladores, o que leva a ressonância entre ambos na maior parte dos casos. Com relação ao comportamento do oscilador estrutural em si, foi possível observar fenômenos interessantes tais como lock-in e travelling waves, além do terceiro harmônico da vibração transversal detectado em alguns experimentos reportados em literatura. ) Com relação à adequabilidade do uso do modelo em projeto, considera-se que isto seja possível dada a relativa rapidez das simulações e aos resultados promissores que ainda podem ser melhorados
- Imprenta:
- Data da defesa: 20.05.2009
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ABNT
SILVEIRA, Lauro Massao Yamada da. Modelo hidro-elástico para simular as vibrações induzidas por vórtices em cabos submersos. 2009. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2009. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-20072009-164347/. Acesso em: 02 jun. 2024. -
APA
Silveira, L. M. Y. da. (2009). Modelo hidro-elástico para simular as vibrações induzidas por vórtices em cabos submersos (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-20072009-164347/ -
NLM
Silveira LMY da. Modelo hidro-elástico para simular as vibrações induzidas por vórtices em cabos submersos [Internet]. 2009 ;[citado 2024 jun. 02 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-20072009-164347/ -
Vancouver
Silveira LMY da. Modelo hidro-elástico para simular as vibrações induzidas por vórtices em cabos submersos [Internet]. 2009 ;[citado 2024 jun. 02 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-20072009-164347/
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