ANÁLISE DE VIBRAÇÕES INDUZIDAS POR VÓRTICES EM ESTRUTURAS OFFSHORE UTILIZANDO MODELOS NUMÉRICOS TRIDIMENSIONAIS NO DOMÍNIO DO TEMPO
Autor
Daniel Lyrio Carneiro
Resumo
Este trabalho teve por objetivo caracterizar a arquitetura deposicional de sedimentos associados a um sistema de leques A fadiga provocada por vibrações induzidas por vórtices é hoje uma das principais incertezas no projeto de estruturas esbeltas offshore, necessárias para a produção de petróleo e gás em águas profundas. A inexistência de uma ferramenta confiável para a análise quantitativa deste fenômeno é uma barreira tecnológica que vem sendo enfrentada por diversos grupos de pesquisa. Duas principais frentes no Brasil percorrem caminhos distintos, tentando reproduzir, uma o fenômeno hidro-elástico de forma fiel, enquanto a outra o comportamento estrutural de forma semi-empírica. Este trabalho procura investigar a fundo um grupo de modelos, desenvolvidos comercialmente na Inglaterra, que se propõe a equilibrar o realismo do CFD com a eficiência computacional e a flexibilidade de um modelo estrutural simples. Após uma conceituação do fenômeno e a descrição dos modelos utilizados, são apresentadas simulações que procuram explorar suas principais virtudes e limitações.
Abstract
Fatigue due to vortex-induced vibrations is one of the major uncertainties today in the design of slender offshore structures, required for oil and gas production in deep waters. The absence of reliable tools for quantitative analysis of this phenomenon is a technological barrier, which has been faced by several research groups. In Brazil, two main trends follow distinct paths whose objects are to reproduce, one the hydro-elastic phenomenon as realistically as possible, and the other, the structural behavior in a semiempirical manner. The object of this work is to deeply evaluate a group of models, developed commercially in England, which are supposed to balance the realism of CFD analyses with the computational efficiency and flexibility of a simple structural model. In addition to a description of both the VIV phenomenon and the aforementioned models, simulations with these models were carried out in order to evaluate their main advantages and limitations.
