Modelagem de Tubos Flexíveis Utilizando Macro Elementos Finitos

• Processo: 13/01689-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2013
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2014
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica
• Pesquisador responsável: Clóvis de Arruda Martins
• Beneficiário: Rodrigo Provasi Correia
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Cabos umbilicais Risers Tubos flexíveis Estruturas offshore
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: cabos umbilicais | Macro-Elementos Finitos | risers | tubos flexíveis | Estruturas Offshore

Resumo

Tubos flexíveis e cabos umbilicais são elementos muito utilizados na indústria offshore, porém são de difícil concepção, dada a variedade de componentes e arranjos possíveis, e apresentam modelagem complexa devido à interação entre as camadas. Com o objetivo de tornar o processo de concepção desses cabos menos laborioso, desenvolveu-se no doutorado do candidato um modelo de mecânica interna para tratar da interação entre as camadas e uma ferramenta computacional do tipo CAD (do inglês Computer Aided Design). O CAD consiste em uma ferramenta de projeto e visualização de cabos umbilicais e tubos flexíveis, com todos os seus componentes típicos. Já o modelo utiliza macro elementos finitos especialmente desenvolvidos para modelar alguns desses componentes.Apesar dos bons resultados obtidos, ainda há espaço para novos desenvolvimentos e isto é o que se propõe nesse plano. Alguns componentes complexos, como carcaças intertravadas e armaduras de pressão, não estão tratados na versão atual. Dada à sua complexidade, necessita-se da descrição dos mesmos através de propriedades equivalentes para que possam ser incluídos no modelo, tornando possível a solução para um tubo flexível completo.Cabe ainda ressaltar que, embora seja possível tratar um cabo completo com o tratamento anteriormente proposto, o desempenho do código não se mostraria adequado, uma vez que esse não foi otimizado. Propõe-se, paralelamente ao desenvolvimento da descrição das camadas equivalentes, melhorias no código computacional, como por exemplo, paralelização, tornando a ferramenta apta para o uso em uma estação de trabalho convencional.