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A time-domain boundary elements method for the seakeeping analysis of offshore systems (2014)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: WATAI, RAFAEL DE ANDRADE - EP
  • USP Schools: EP
  • Subjects: COMPORTAMENTO DE EMBARCAÇÕES NO MAR; MÉTODO DOS ELEMENTOS DE CONTORNO
  • Language: Inglês
  • Abstract: Esta tese apresenta o desenvolvimento de um método de elementos de contorno (BEM) no domínio do tempo baseado em fontes de Rankine para análise linear de comportamento no mar de sistemas oceânicos. O método é formulado por dois problemas de valor inicial de contorno definidos para os potenciais de velocidade e aceleração, sendo este último utilizado para calcular de maneira acurada a derivada temporal do potencial de velocidades. Testes de verificação são realizados para a solução dos problemas de difração, radiação e de corpo livre para flutuar. Uma vez verificada, a ferramenta é aplicada em dois problemas multi-corpos considerados no estado-da-arte em termos de modelagem hidrodinâmica utilizando BEM. O primeiro trata do problema envolvendo duas embarcações atracadas à contra-bordo. Este é um caso no qual os códigos baseados na teoria de escoamento potencial são conhecidos por apresentarem dificuldades na determinação das soluções, tendendo a superestimar as elevações de onda no vão entre as embarcações e a apresentar problemas de convergência numérica associados a efeitos ressonantes de onda. O problema é tratado por meio do método de damping lid e a convergência das séries temporais é investigada avaliando diferentes níveis de amortecimento. Os resultados são comparados com dados experimentais. O segundo problema se refere à análise de sistemas multi-corpos com grandes deslocamentos relativos. Neste problema, ferramentas no domínio da frequência não podem ser utilizadas, por considerarem apenas malhas fixas. Deste modo, o presente método é estendido para considerar um gerador de malhas de painéis e um algoritmo de interpolação de ordem alta no laço de tempo do código, possibilitando a mudança de posições relativas entre os corpos durante a simulação.Os resultados são comparados com dados de experimentos executados especificamente para fins de verificação do código, apresentando uma boa concordância. De acordo com o conhecimento do autor, esta é a primeira vez que certas questões relativas à modelagem numérica destes dois problemas multi-corpos são relatadas na literatura especializada em hidrodinâmica computacional.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 03.12.2014
  • Acesso online ao documento

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    EPBC31200038861FT-3448 versão corr.
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    • ABNT

      WATAI, Rafael de Andrade; SIMOS, Alexandre Nicolaos. A time-domain boundary elements method for the seakeeping analysis of offshore systems. 2014.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2014. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-23062015-102357/pt-br.php >.
    • APA

      Watai, R. de A., & Simos, A. N. (2014). A time-domain boundary elements method for the seakeeping analysis of offshore systems. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-23062015-102357/pt-br.php
    • NLM

      Watai R de A, Simos AN. A time-domain boundary elements method for the seakeeping analysis of offshore systems [Internet]. 2014 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-23062015-102357/pt-br.php
    • Vancouver

      Watai R de A, Simos AN. A time-domain boundary elements method for the seakeeping analysis of offshore systems [Internet]. 2014 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-23062015-102357/pt-br.php

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