METODOLOGIA PARA ANÁLISE ESTRUTURAL E OTIMIZAÇÃO DE ESTRUTURAS DE CONEXÃO DE RISERS
Documento
Informações da Tese
Título
METODOLOGIA PARA ANÁLISE ESTRUTURAL E OTIMIZAÇÃO DE ESTRUTURAS DE CONEXÃO DE RISERS
Autor
Felipe Alexander Vargas Bazán
Resumo
Em sistemas de risers, a região na qual o riser é conectado à plataforma é crítica do ponto de vista estrutural, devido aos altos esforços que nela ocorrem. Stress joints e bend stiffeners são estruturas utilizadas nas terminações de risers rígidos e flexíveis para proporcionar uma transição gradual de rigidez entre o riser e a plataforma. No presente trabalho são tratados estes dois tipos de estruturas, denominadas estruturas de conexão de risers, propondo-se uma metodologia para análise estrutural e otimização das mesmas. É proposto um procedimento simplificado de análise de estruturas de conexão, baseado na teoria de viga esbelta, partindo de modelos disponíveis na literatura e realizando algumas extensões dos mesmos, cujo objetivo é reduzir o esforço computacional nas análises. Adicionalmente, é proposto um procedimento de otimização de estruturas de conexão, através de um algoritmo de otimização multiobjetivo baseado na técnica de Estratégias Evolutivas e adaptado ao projeto ótimo de tais estruturas. Desta forma, consegue-se com uma única ferramenta tratar de stress joints e bend stiffeners. São apresentados exemplos numéricos que mostram a eficiência e a robustez dos procedimentos sugeridos.
Abstract
In riser structural systems, the region where the riser is connected to the platform is a critical one, due to the development of high stresses. Stress joints and bend stiffeners are structures used in the endings of rigid and flexible risers in order to provide a gradual stiffness transition between the riser and the platform. In the present work it is proposed a methodology for structural analysis and optimization of these two types of connection structures in risers. A simplified analysis procedure of the connection structures is proposed, based on the slender beam theory, beginning with models available in literature and carrying out some extensions of them, whose purpose is to reduce the analysis computational cost. In addition, a procedure of optimization of connection structures is proposed, through a multi-objective optimization algorithm based on Evolution Strategies technique and adapted for the optimum design of such structures. In this way, we obtain a single tool which allows us to handle both stress joints and bend stiffeners. Numerical examples are presented, showing the efficiency and the robustness of the suggested procedures.
Ano
2009
Orientadores
Edison Castro Prates de Lima | Luis Volnei Sudati Sagrilo