Analytical assessment of the mooring system stiffness. (2020)
- Authors:
- Autor USP: AMARAL, GIOVANNI AIOSA DO - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PEF
- Subjects: CABOS DE AMARRAÇÃO; AMARRAÇÃO; ANCORAGEM
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: O projeto do sistema de amarração é uma das etapas mais importantes para qualquer unidade offshore e alguns efeitos associados a ele nas respostas do corpo flutuante ainda estão sob investigação. Nesse contexto, a modelagem não linear de alta hierarquia e a integração numérica das equações de movimento resultantes pode não ser a abordagem mais eficiente computacionalmente para a investigação desses efeitos durante o projeto. Assim, é proposta uma formulação analítica expedita para determinar a matriz de rigidez devido ao sistema de amarração, ferramenta que pode auxiliar o projeto e a análise dos sistemas, em particular em suas fases iniciais. Usando abordagens clássicas da mecânica analítica, as forças generalizadas associadas ao sistema de amarração são formuladas. O problema de seis graus de liberdade (GL) é abordado. A matriz de rigidez é obtida ao se linearizar as forças generalizadas decorrentes do sistema de amarração em torno de uma posição genérica. Embora a formulação fechada não necessite de nenhum modelo específico de linha de amarração, ainda assim a formulação de uma linha com múltiplos segmentos é apresentada. A metodologia é aplicada usando a plataforma semissubmerssível da turbina eólica flutuante OC4-DeepCwind como um estudo de caso. Dois sistemas de amarração do tipo Spread Mooring System são estudados, demonstrando o uso da formulação apresentada como uma ferramenta para projeto. A matriz de rigidez associada ao sistema de amarração avaliada na posição trivial de equilíbrio, calculada analiticamente utilizando a metodologia proposta, apresenta aderência com aquelas obtidas na literatura via métodos numéricos de alta hierarquia. Complementarmente, os coeficientes de rigidez são avaliados para outras posições distintas daquela de equilíbrio trivial, com os resultados apresentados na forma de mapas de cores. Osperíodos naturais para os modos no plano horizontal também são mapeados. Esses mapas auxiliam no entendimento dos efeitos da posição estática média do corpo flutuante na rigidez do sistema de amarração e períodos naturais. Para o sistema de amarração original da OC4, os efeitos da pré-tração são investigados. Algumas conclusões sobre a rigidez axial em cabos em catenária também são realizadas. As principais contribuições desta dissertação são: (i) a formulação analítica da matriz de rigidez e (ii) o uso de mapas de cor para a avaliação da rigidez e dos períodos naturais em função da posição média. Esta dissertação de mestrado apresenta, portanto, uma formulação fechada com importantes aplicações práticas.
- Imprenta:
- Data da defesa: 25.03.2020
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ABNT
AMARAL, Giovanni Aiosa do. Analytical assessment of the mooring system stiffness. 2020. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2020. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-05112020-114447/. Acesso em: 02 jun. 2024. -
APA
Amaral, G. A. do. (2020). Analytical assessment of the mooring system stiffness. (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-05112020-114447/ -
NLM
Amaral GA do. Analytical assessment of the mooring system stiffness. [Internet]. 2020 ;[citado 2024 jun. 02 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-05112020-114447/ -
Vancouver
Amaral GA do. Analytical assessment of the mooring system stiffness. [Internet]. 2020 ;[citado 2024 jun. 02 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-05112020-114447/
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