Estudo de aplicação da simulação numérica no domínio da frequência para instalação de risers em Lazy Wave
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) |
Texto Completo: | http://app.uff.br/riuff/handle/1/26092 |
Resumo: | O presente trabalho realiza um estudo comparativo de métodos de simulação dinâmica de dutos no domínio do tempo e no domínio a frequência na configuração Lazy Wave. Análises no domínio do tempo conseguem representar as não linearidades presentes no sistema, porém com esforço computacional considerável. Análises no domínio da frequência se sobressaem por serem muito mais rápidas e necessitarem menor esforço computacional, entretanto simplificam as não linearidades presentes na análise. A comparação das respostas extremas no domínio do tempo e da frequência é realizada através de um projeto de Lazy Wave que será exposto a máxima velocidade negativo no eixo Z, de forma a se obter resultantes mais expressivas para avaliação. As simulações em ambos os métodos serão realizadas com onda irregular e através do software comercial Orcaflex. Além disso, será validada a adoção da máxima velocidade negativa no eixo Z para determinação de resultantes extremas e comparados não só as resultantes, como também tempo de simulação e armazenamento necessário para realizá-las Os resultados obtidos mostram a influência da presença de não linearidades no sistema para o domínio do tempo, de forma que foi possível acompanhar a tendência de piora no ajuste da distribuição de extremos nos passos da operação que envolvem flutuadores. De todo modo, o estudo permite considerar que o método no domínio da frequência foi eficiente em determinar as resultantes máximas de topo ao se estimar as resultantes através do valor que corresponde a 90% de probabilidade do MPM, entretanto, no geral para trações mínimas de topo e ao longo da linha este método não foi efetivo, de forma que se torna necessário determinar qual probabilidade de não excedência seria adequada para estimar respostas de ordem mínima em cenários onde a compressão se apresenta. Para os aproamentos mais tranquilos, a estimativa através do valor com 90% de probabilidade de não excedência foi satisfatória para esse projeto. |
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Estudo de aplicação da simulação numérica no domínio da frequência para instalação de risers em Lazy WaveRiser FlexívelDomínio da FrequênciaEstatística dos ExtremosSimulação numéricaDutoEngenharia mecânicaFlexible RiserFrequency DomainLazy WaveExtreme StatisticsO presente trabalho realiza um estudo comparativo de métodos de simulação dinâmica de dutos no domínio do tempo e no domínio a frequência na configuração Lazy Wave. Análises no domínio do tempo conseguem representar as não linearidades presentes no sistema, porém com esforço computacional considerável. Análises no domínio da frequência se sobressaem por serem muito mais rápidas e necessitarem menor esforço computacional, entretanto simplificam as não linearidades presentes na análise. A comparação das respostas extremas no domínio do tempo e da frequência é realizada através de um projeto de Lazy Wave que será exposto a máxima velocidade negativo no eixo Z, de forma a se obter resultantes mais expressivas para avaliação. As simulações em ambos os métodos serão realizadas com onda irregular e através do software comercial Orcaflex. Além disso, será validada a adoção da máxima velocidade negativa no eixo Z para determinação de resultantes extremas e comparados não só as resultantes, como também tempo de simulação e armazenamento necessário para realizá-las Os resultados obtidos mostram a influência da presença de não linearidades no sistema para o domínio do tempo, de forma que foi possível acompanhar a tendência de piora no ajuste da distribuição de extremos nos passos da operação que envolvem flutuadores. De todo modo, o estudo permite considerar que o método no domínio da frequência foi eficiente em determinar as resultantes máximas de topo ao se estimar as resultantes através do valor que corresponde a 90% de probabilidade do MPM, entretanto, no geral para trações mínimas de topo e ao longo da linha este método não foi efetivo, de forma que se torna necessário determinar qual probabilidade de não excedência seria adequada para estimar respostas de ordem mínima em cenários onde a compressão se apresenta. Para os aproamentos mais tranquilos, a estimativa através do valor com 90% de probabilidade de não excedência foi satisfatória para esse projeto.This work aim is to perform a comparative study of time and frequency domain numerical simulations for pipes in Lazy Wave configuration. Time domain simulations can take into account all nonlinearities inherent to the system but with considerable computational effort. Frequency domain simulations stand out because they are faster and require less computational effort, however, they simplify the nonlinearities present in the system. This comparison is carried out through a Lazy Wave riser installation project that will be subjected to maximum downward velocity in order to obtain larger responses for evaluation. The simulations in both methods will be performed considering irregular wave theory through the commercial software Orcaflex. In addition, the assumption made about the maximum downward velocity for the determination of extreme results will be validated and compared not only the results, but also the simulation time and storage necessary to perform them. The results obtained show the influence of the nonlinearities in the system for the time domain, so that it is possible to verify the difficulty caused by the nonlinearities when fitting the extremes to a distribution of extremes. The study shows that the frequency domain method was efficient in determining the maximum top tension when estimating it for a 90\% probability of non-exceedance, however, for minimum top tension and minimum top tension along line, this method was not so effective in the presence of dynamic compression, so it becomes necessary to determine which fractile would be suitable for estimating minimum order responses in those cases.80 p.Bernadá, Gabriel Mário GuerraMattos, Heraldo Silva da CostaAmorim, Andre RamiroSilva, Danielly Batista da2022-08-12T12:31:27Z2022-08-12T12:31:27Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfSILVA, Danielly Batista da. Estudo de aplicação da simulação numérica no domínio da frequência para instalação de risers em Lazy Wave. 2022. 80 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica)-Universidade Federal Fluminense, Escola de Engenharia, Niterói, 2022http://app.uff.br/riuff/handle/1/26092CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)instname:Universidade Federal Fluminense (UFF)instacron:UFF2022-08-12T12:31:31Zoai:app.uff.br:1/26092Repositório InstitucionalPUBhttps://app.uff.br/oai/requestriuff@id.uff.bropendoar:21202022-08-12T12:31:31Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) - Universidade Federal Fluminense (UFF)false |
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O presente trabalho realiza um estudo comparativo de métodos de simulação dinâmica de dutos no domínio do tempo e no domínio a frequência na configuração Lazy Wave. Análises no domínio do tempo conseguem representar as não linearidades presentes no sistema, porém com esforço computacional considerável. Análises no domínio da frequência se sobressaem por serem muito mais rápidas e necessitarem menor esforço computacional, entretanto simplificam as não linearidades presentes na análise. A comparação das respostas extremas no domínio do tempo e da frequência é realizada através de um projeto de Lazy Wave que será exposto a máxima velocidade negativo no eixo Z, de forma a se obter resultantes mais expressivas para avaliação. As simulações em ambos os métodos serão realizadas com onda irregular e através do software comercial Orcaflex. Além disso, será validada a adoção da máxima velocidade negativa no eixo Z para determinação de resultantes extremas e comparados não só as resultantes, como também tempo de simulação e armazenamento necessário para realizá-las Os resultados obtidos mostram a influência da presença de não linearidades no sistema para o domínio do tempo, de forma que foi possível acompanhar a tendência de piora no ajuste da distribuição de extremos nos passos da operação que envolvem flutuadores. De todo modo, o estudo permite considerar que o método no domínio da frequência foi eficiente em determinar as resultantes máximas de topo ao se estimar as resultantes através do valor que corresponde a 90% de probabilidade do MPM, entretanto, no geral para trações mínimas de topo e ao longo da linha este método não foi efetivo, de forma que se torna necessário determinar qual probabilidade de não excedência seria adequada para estimar respostas de ordem mínima em cenários onde a compressão se apresenta. Para os aproamentos mais tranquilos, a estimativa através do valor com 90% de probabilidade de não excedência foi satisfatória para esse projeto. |
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