PARAMETRIC INTERPOLATION METHOD FOR LONG-TERM EXTREME RESPONSE AND PROBABILISTIC FATIGUE PREDICTION OF OFFSHORE STRUCTURES
Documento
Informações da Tese
Título
PARAMETRIC INTERPOLATION METHOD FOR LONG-TERM EXTREME RESPONSE AND PROBABILISTIC FATIGUE PREDICTION OF OFFSHORE STRUCTURES
Autor
Juan Sebastián Monsalve Giraldo
Resumo
Este trabalho apresenta uma metodologia semi-analítica para avaliar eficientemente as integrais multidimensionais encontradas nas análises de resposta extrema de longo prazo e fadiga probabilística de estruturas offshore. Algumas metodologias tradicionais usadas tanto na avaliação da resposta extrema de longo prazo quanto na análise probabilística de fadiga de estruturas marinhas descritas na literatura são discutidas neste estudo. Além desses métodos, um novo procedimento para otimizar esses cálculos é desenvolvido e apresentado em detalhes neste trabalho. O método proposto baseia-se na interpolação paramétrica de variáveis que descrevem as séries temporais de respostas de curto prazo; por exemplo, os parâmetros estatísticos da distribuição de probabilidade de picos e os danos à fadiga de curto prazo. Este método de interpolação é então usado para avaliar eficientemente as integrais de convolução de longo prazo. Três exemplos são apresentados mostrando a eficiência e precisão do método proposto quando comparados com os métodos de integração completa (metodologia da “força bruta”). No primeiro exemplo, um modelo analítico de um grau de liberdade é analisado no domínio da frequência. No segundo exemplo, um Steel Catenary Riser (SCR) é avaliado com base em simulações no domínio do tempo. Na sequência, uma análise semelhante é realizada para um Steel Lazy Wave Riser (SLWR).
Abstract
This work presents a semi-analytical methodology to efficiently evaluate the multi-dimensional integrals found in the analyses of the long-term extreme response and probabilistic fatigue of offshore structures. Some traditional methodologies for longterm extreme response and probabilistic fatigue analysis of marine structures described in literature are discussed in this study. Besides these methods, a new procedure developed in this work for optimizing these calculations is explained in details. The proposed method is based on the parametric interpolation of parameters which describe the short-term time-series responses, e.g., statistical parameters of peaks probability distribution and short-term fatigue damage. This interpolation method is then used to efficiently evaluate the long-term convolution integrals. Three comprehensive examples are presented showing the efficiency and accuracy of the proposed method when compared with the complete long-term integration methods (“brute force” methodology). In the first example, an analytic model of a single degree of freedom is analyzed in the frequency domain. In the second one, a Steel Catenary Riser (SCR) is evaluated based on time-domain simulations. In the sequence, a similar analysis is performed for a Steel Lazy Wave Riser (SLWR).
Ano
2018
Orientadores
Luis Volnei Sudati Sagrilo