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A time domain Rankine panel method for 2D seakeeping analysis (2012)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: RUGGERI, FELIPE - EP
  • USP Schools: EP
  • Sigla do Departamento: PNV
  • Subjects: MÉTODO DOS ELEMENTOS DE CONTORNO; COMPORTAMENTO DE EMBARCAÇÕES NO MAR
  • Language: Inglês
  • Abstract: A capacidade de prever os movimentos de uma plataforma de petróleo sujeita a ondas é bastante importante no contexto da engenharia naval e oceânica, já que esses movimentos terão diversas implicações no projeto deste sistema, com impactos diretos nos custos de produção e tempo de retorno do investimento. Esse trabalho apresenta os fundamentos teóricos sobre o problema de comportamento no mar de corpos flutuantes sujeitos a ondas de gravidades e um método numérico para solução do problema 2D no domínio do tempo. A hipótese básica adotada é a de escoamento potencial, que permitiu a utilização do método de elementos de contorno para descrever a região fluida. Optou-se pela utilização de fontes de Rankine como função de Green no desenvolvimento do método, o qual será abordado somente no contexto linear do problema matemático, delimitado através de um procedimento combinado entre expansão de Stokes e série de Taylor. As simulações são realizadas no domínio do tempo sendo, portanto, resolvido o problema de valor inicial com relação às equações do movimento e equações que descrevem a superfície-livre combinadas com dois problemas de valor de contorno, um para o potencial de velocidades e outro para o potencial de aceleração do escoamento. As equações integrais de contorno permitem transformar o sistema de equações diferenciais parciais da superfície livre num sistema de equações diferenciais ordinárias, as quais são resolvidas através do método de Runge-Kutta de 4ª ordem. As equações integrais são tratadas de forma singularizada e o método utilizado para discretizar as mesmas é de ordem baixa tanto para a função potencial quanto para a aproximação geométrica, sendo as integrações necessárias realizadas numericamente através de quadratura Gauss-Legendre.O algoritmo numérico é testado e validado através de comparações com soluções analíticas, numéricas e experimentais presentes na literatura, considerando os problemas de geração de ondas, cálculo de massa adicional e amortecimento potencial através de ensaios de oscilação forçada, testes de decaimento e, por último, resposta em ondas. Os resultados obtiveram boa concordância com aqueles adotados como paradigma.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 24.04.2012
  • Acesso online ao documento

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    • ABNT

      RUGGERI, Felipe; SIMOS, Alexandre Nicolaos. A time domain Rankine panel method for 2D seakeeping analysis. 2012.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2012. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-06062013-173918/pt-br.php >.
    • APA

      Ruggeri, F., & Simos, A. N. (2012). A time domain Rankine panel method for 2D seakeeping analysis. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-06062013-173918/pt-br.php
    • NLM

      Ruggeri F, Simos AN. A time domain Rankine panel method for 2D seakeeping analysis [Internet]. 2012 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-06062013-173918/pt-br.php
    • Vancouver

      Ruggeri F, Simos AN. A time domain Rankine panel method for 2D seakeeping analysis [Internet]. 2012 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-06062013-173918/pt-br.php

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