On the challenges of predicting wave-induced slow-drift motions of semi-submersible platforms. (2023)
- Authors:
- Autor USP: HILLE, FERNANDA - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PNV
- Subjects: PLATAFORMA CONTINENTAL; TANQUE DE PROVAS; MOVIMENTOS DO MAR
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: Plataformas do tipo semi-submersível são recursos fundamentais não só para a exploração de óleo e gás offshore, mas também para o campo de turbinas eólicas flutuantes. Nos dois tipos de operação, as plataformas são ancoradas no fundo mar e é nesse momento, em que uma rigidez externa é adicionada ao sistema, que as forças das ondas de segunda ordem se tornam preocupantes. Parte dessas forças atuam em baixas frequências e são as responsáveis por induzir os movimentos de deriva lenta das plataformas em surge, sway e yaw. Programas baseados na teoria do potencial, são grandes aliados no cálculo das forças de baixa frequência e de deriva lenta de plataformas. Todavia, os resultados fornecidos por eles, talvez sejam menos precisos para plataformas semi-submersíveis, como é citado na literatura. Em geral, os trabalhos nesta área abrangem mares severos com declividade muito alta para os softwares de Boundary Element Method (BEM), a presente tese, no entanto, foca em mares mais comuns e dentro dos limites operacionais desse tipo de programa. Nas duas últimas décadas, pesquisadores notaram que o campo de elevações de onda de uma certa plataforma de 4 colunas e grande deslocamento não era bem capturado pelos programas de radiação/difração em algumas circunstâncias, no entanto, trabalhos posteriores não conseguiram se aprofundar no problema. Com o intuito de avaliar as forças e movimentos de deriva média e lenta providos pelos códigos potenciais, ensaios livres e cativos sob ondas regulares e bicromáticas com o modelo dessa plataforma foram realizados no Tanque de Provas Numérico da USP (TPN-USP). Os resultados mostraram que os programas subestimaram consideravelmente os movimentos de deriva lenta para uma específica faixa de períodos para ondas regulares e bicromáticas. Já paraos demais períodos, os resultados foram considerados satisfatórios. Com uma detalhada investigação e com o auxílio da ferramenta de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) baseado no método de volumes finitos (FVM), foi possível concluir que a subestimação dessas forças são originadas principalmente das discrepâncias na estimativa das elevações da superfície-livre difratadas pelas colunas sob condições que possam envolver ondas near-trapping. Com o propósito de avaliar o quanto esses erros apresentados pelos códigos potenciais podem interferir na predição de movimentos de deriva lenta em casos mais realistas, ondas irregulares foram ensaiadas com a plataforma ancorada por catenárias. Para esses casos, uma variedade de mares foi replicada em código BEM e o programa conseguiu capturar bem as amplitudes dos movimentos de deriva lenta. Isso é uma indicativo que as discrepâncias aparecem de forma mais pronunciada em casos com ondas bicromáticas pois essas permitem o sistema atingir o regime estacionário em uma frequência isolada. Assim, pelo menos para a geometria da plataforma semi-submersível estudada, os efeitos dos erros que eram evidentes em ondas regulares e grupo de ondas, foram eventualmente mitigados em condições mais realistas.
- Imprenta:
- Data da defesa: 30.06.2023
-
ABNT
HILLE, Fernanda. On the challenges of predicting wave-induced slow-drift motions of semi-submersible platforms. 2023. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2023. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-15082023-075938/. Acesso em: 11 maio 2024. -
APA
Hille, F. (2023). On the challenges of predicting wave-induced slow-drift motions of semi-submersible platforms. (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-15082023-075938/ -
NLM
Hille F. On the challenges of predicting wave-induced slow-drift motions of semi-submersible platforms. [Internet]. 2023 ;[citado 2024 maio 11 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-15082023-075938/ -
Vancouver
Hille F. On the challenges of predicting wave-induced slow-drift motions of semi-submersible platforms. [Internet]. 2023 ;[citado 2024 maio 11 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-15082023-075938/
How to cite
A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas
