PROBABILISTIC APPROACH TO LATERAL BUCKLING ANALYSIS IN VIRTUAL ANCHOR SPACING (VAS) MODELS OF RIGID PIPELINES SUBJECTED TO HIGH PRESSURES AND HIGH TEMPERATURES (HP/HT)
Documento
Informações da Dissertação
Título
PROBABILISTIC APPROACH TO LATERAL BUCKLING ANALYSIS IN VIRTUAL ANCHOR SPACING (VAS) MODELS OF RIGID PIPELINES SUBJECTED TO HIGH PRESSURES AND HIGH TEMPERATURES (HP/HT)
Autor
Rodrigo Borges Primieri
Resumo
Este estudo apresenta uma abordagem probabilística para a análise termomecânica de flambagem lateral em modelos de virtual anchor spacing (VAS) de dutos rígidos submarinos apoiados no leito marinho e submetidos a condições de alta pressão e alta temperatura (HP/HT) em águas profundas. Inicialmente, são identificados e caracterizados probabilisticamente os parâmetros de entrada mais influentes. Em seguida, emprega-se um projeto de experimentos (DoE) para gerar uma matriz de casos de carregamento, os quais são simulados por meio do método dos elementos finitos.
Os dados obtidos são pós-processados para a construção de superfícies de resposta que reproduzem o comportamento do modelo de elementos finitos no domínio validado. Essas superfícies são utilizadas em simulações de Monte Carlo para determinar as distribuições de probabilidade da força crítica efetiva de flambagem e das grandezas associadas a cada critério de falha.
Um estudo de caso demonstra a aplicabilidade da abordagem. A combinação de metamodelos e simulação de Monte Carlo mostrou-se computacionalmente eficiente, permitindo ampla exploração das incertezas com número reduzido de simulações numéricas e tornando viável a avaliação probabilística da flambagem lateral para estudos de engenharia e análise de confiabilidade na fase de projeto detalhado de dutos submarinos.
Abstract
This study presents a probabilistic approach for the thermomechanical analysis of lateral buckling in virtual anchor spacing (VAS) models of rigid subsea flowlines resting on the seabed and subjected to HP/HT conditions in deep-water environments. The approach begins with the identification and probabilistic characterization of the most influential input parameters. A design of experiments (DoE) is then employed to generate a matrix of load cases, which are simulated using a finite element model.
The resulting data are post-processed to construct response surfaces that reproduce the finite element trends within the validated domain. These surfaces are used in Monte Carlo simulations to obtain the probability distributions of the effective critical buckling force and the response quantities associated with each failure criterion.
A case study demonstrates the applicability of the approach. The combination of surrogate models and Monte Carlo simulation proved computationally efficient, enabling broad uncertainty exploration with a limited number of base simulations and making probabilistic lateral buckling assessment practical for engineering studies and reliability evaluation during the detailed design phase of subsea pipelines.
Ano
2026
Orientadores
Breno Pinheiro Jacob | Carl Horst Albrecht