IMPLEMENTAÇÃO E AVALIAÇÃO DE UMA METODOLOGIA FORTEMENTE ACOPLADA PARA ANÁLISE DE SISTEMAS FLUTUANTES OFFSHORE

Resumo

As recentes atividades de explotação de óleo na indústria offshore requerem o uso de sofisticadas ferramentas computacionais na análise do comportamento de sistemas flutuantes offshore. Tais ferramentas deveriam ser capazes de realizar análises dinâmicas acopladas no domínio do tempo, considerando a interação não-linear do comportamento hidrodinâmico do casco da plataforma com o comportamento estrutural/hidrodinâmico das linhas de ancoragens e risers. O objetivo deste trabalho é comparar duas formulações para o modelo acoplado. Em ambas implementações, o comportamento hidrodinâmico/estrutural das linhas é representado por modelos de Elementos Finitos acoplados com os 6 graus de liberdade do modelo de corpo rígido que representa o casco da plataforma. Na primeira metodologia, que será referida como Fracamente Acoplada, o acoplamento é implementado somente como forças atuando no lado direito da equação de movimento da plataforma. Nesta implementação, as linhas são representadas separadamente por modelos de E.F., onde a cada instante de tempo da integração da equação do casco, os movimentos do corpo são prescritos nos nós de conexão das linhas, e as trações de topo, que resultaram do processo de integração do modelo de E.F. de cada linha, são aplicadas na plataforma. Na segunda metodologia, desenvolvida e implementada por meio deste trabalho e que será referida como Fortemente Acoplada, as matrizes de E.F. (massa, amortecimento e rigidez) de todas as linhas são agrupadas com as matrizes dos elementos rígidos, criados para representar o corpo flutuante, numa única matriz global totalmente acoplada. A integração no tempo é então realizada simultaneamente, usando um esquema de integração implícito.