FERRAMENTAS COMPUTACIONAIS PARA OTIMIZAÇÃO E SÍNTESE DE SISTEMAS HÍBRIDOS DE RISERS BASEADOS NO CONCEITO DE BÓIA DE SUBSUPERFÍCIE
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Informações da Tese
Título
FERRAMENTAS COMPUTACIONAIS PARA OTIMIZAÇÃO E SÍNTESE DE SISTEMAS HÍBRIDOS DE RISERS BASEADOS NO CONCEITO DE BÓIA DE SUBSUPERFÍCIE
Autor
Glauco José de Oliveira Rodrigues
Resumo
Grande número dos problemas de otimização em engenharia envolvem o binômio: Viabilidade Técnica x Viabilidade Econômica. Partindo-se desta premissa, é apresentada uma ferramenta computacional baseada em conceitos analítico-numéricos, com a finalidade de otimizar a configuração do equilíbrio estático tridimensional de linhas em sistemas híbridos de risers baseados no conceito de bóia de subsuperfície. O procedimento numérico para o equilíbrio estático considera, além do peso próprio e empuxo dos segmentos que compõem as linhas, a influência da correnteza marinha que pode atuar fora do plano das linhas, levando a uma configuração estática tridimensional. Os resultados preliminares obtidos, em termos de configuração geométrica e trações, são comparados com os fornecidos por formulações usuais de métodos de elementos finitos. A otimização estrutural do sistema híbrido de risers é feita através de Algoritmos Genéticos na modalidade elitismo, devido à sua grande eficiência na exploração do espaço de busca, com o intuito de se determinar a solução ótima para equilíbrio estático do sistema, respeitadas as restrições físicas que viabilizem tecnicamente a utilização do sistema. São apresentados exemplos da aplicação do procedimento a Sistemas Híbridos de Risers baseados no conceito de bóia de subsuperfície, e os resultados da otimização são comparados com conclusões obtidas a partir de estudos paramétricos já realizados.
Abstract
A great number of engineering optimization problems involves the binomial: Technical Viability x Economic Viability. Starting up from this premise, it is presented a computational tool based on numeric-analytic concepts, to optimize the three dimensional static equilibrium configuration of lines, on hybrid risers systems, based on the undersurface buoy concept. The numeric procedures to static equilibrium considers, both self weight and buoyancy of the segments that constitute the lines, and the influence of marine current that can act out of the lines plane, taking into one three dimensional static configuration. The obtained results, on terms of geometric configuration and tensions, are compared with those furnished by usual formulations of finite element methods. The structural optimization of the hybrid risers system is made by genetic algorithms on elitist model, due its great efficiency on exploitation of the search space, to determine the optimal solution for static equilibrium of the system, respecting the physical constraints that make possible technically the utilization of the system. Examples of application of the procedure on hybrid risers systems are compared with obtained conclusions from parametric studies already realized.
Ano
2004
Orientadores
Breno Pinheiro Jacob | Beatriz de Souza Leite Pires de Lima | Antônio Carlos Fernandes