Modelagem numérica de vibrações induzidas por vórtices em arranjos de tubos flexíveis em ambiente offshore

• Autor(a) principal: Maleson, Pedro Vieira de Sousa
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF)
• Texto Completo: https://app.uff.br/riuff/handle/1/23464
• topic: Vibrações induzidas por vórtices; Modelagem numérica; Cilindros em tandem; Mecânica dos fluidos (Engenharia); Modelagem numérica; Vibração mecânica; Vortex-induced vibrations; Numerical modeling; Two tandem cylinders

A indústria de petróleo no Brasil vem se tornando cada vez mais estratégica para o desenvolvimento do país. A exploração de reservatórios de petróleo em localidades cada vez mais afastadas da área continental vem apresentando grandes desafios tecnológicos. Operações em alto mar utilizam tubulações, chamadas de risers, para o escoamento de fluidos e que possuem um papel fundamental pois é através delas que as embarcações se comunicam com o leito submarino para perfurar, instalar equipamentos ou extrair hidrocarbonetos. Risers, ou quaisquer outros corpos rombudos, quando sujeitos a correntezas apresentam um fenômeno chamado de vibrações induzidas por desprendimento de vórtices (VIV). Dependendo das condições de carregamento, estes esforços dinâmicos podem reduzir drasticamente a vida útil de um riser até levar ao colapso por fadiga. Nesse sentido, a modelagem numérica deste fenômeno e de fundamental importância para prever o comportamento em condições de operação e assim poder tomar decisões com antecedência à operação. O presente trabalho contempla a modelagem deste fenômeno através do método dos elementos finitos via ferramenta comercial de CFD assim como uma análise do comportamento dos risers quando colocados em arranjos geométricos tipo tandem como é comum perto do navio. O estudo tem por objetivo avaliar as configurações geométricas que possam atenuar os efeitos que a presença de um cilindro a jusante gera. O impacto de cada um dos parâmetros involucrados na modelagem será apresentado para diferentes condições operacionais