FATIGUE ANALYSIS OF MOORING LINES CONSIDERING WIND-SEA AND SWELL WAVES USING THE UNIVARIATE DIMENSION-REDUCTION METHOD

Este trabalho investiga o Método da Redução de Dimensão Univariada (UDRM) como uma abordagem numérica eficiente para reduzir o número de simulações estocásticas de curto prazo necessárias para resolver a integral multi-dimensional (de quarta ordem) para avaliar o dano por fadiga de longo prazo considerando a incidência simultânea de ondas de mar local e de swell. O UDRM envolve a avaliação de quatro integrais unidimensionais, que é substancialmente mais simples e mais eficiente do que realizar uma integração em quatro dimensões.
Para avaliar o desempenho e acurácia dessa metodologia, são apresentados dois estudos de caso envolvendo as linhas dos sistemas de ancoragem de duas unidades flutuantes de produção de petróleo do tipo FPSOs (uma spread-moored e outra turret-moored), ambas instaladas na mesma região Norte da Bacia de Campos (no alto-mar do Brasil) numa lâmina d'água de aproximadamente 1,800 metros (~6,000 pés). Os danos por fadiga de longo prazo das linhas de ancoragem são calculados individualmente pelo UDRM e os resultados são comparados com aqueles obtidos por dois métodos tradicionais: o Método da Força Bruta (baseado nas condições de curto prazo contidas num banco de dados de observações históricas) e a Simulação Monte Carlo (utilizando condições de curto prazo geradas seguindo as mesmas hipóteses adotadas pelo UDRM).
Mostra-se que os resultados de dano por fadiga de longo prazo obtidos pelo UDRM, empregando uma quantidade de análises numéricas de curto prazo em torno de 1% do total requerido pelo Método da Força Bruta, são bastante satisfatórios, i.e., com diferenças máximas menores de 10% no primeiro estudo de caso e menores de 25% no segundo. Quando comparados com a Simulação Monte Carlo, os resultados do UDRM apresentam diferenças máximas inferiores a 5% e 15%, respectivamente em cada caso.