Projeto de oleodutos offshore sob expansão térmica

• Processo: 19/18701-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2019
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2020
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
• Pesquisador responsável: Renato Picelli Sanches
• Beneficiário: Filipe Fonseca da Guia
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 18/05797-8 - Abordando desafios de projeto de estruturas offshore através de otimização topológica multifísica, AP.JP
• Assunto(s): Pressão hidrostática Otimização topológica Oleodutos Estruturas offshore Método dos elementos finitos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Expansão térmica | Método dos Elementos Finitos | Oleodutos offshore | Pressão hidrostática | Mecânica dos Sólidos Computacional

Resumo

Para o desenvolvimento da produção de petróleo e gás em águas profundas, é bem reconhecido que os efeitos de condições ambientais severas, isto é, alta pressão e alta temperatura, causam várias dificuldades. Em tais condições, expansão térmica ocorre naturalmente em estruturas como oleodutos, sistemas submarinos e até em instalações na superfície. Para superar os problemas relacionados a alta pressões e temperatura em tubulações submarinas, ou seja, expansão térmica e flambagem local e global, os engenheiros devem considerar a quantidade de expansão térmica que pode ocorrer. Este projeto de pesquisa revisará os métodos disponíveis para gerar projetos confiáveis de expansão térmica de oleodutos. Um exemplo de expansão de oleoduto será estudado com a hipótese de expansão livre com temperatura uniforme. Isso significa que serão assumidas forças de restrição zero na extremidade do tubo, mas fricção do solo ao longo do tubo. O oleoduto será simulado usando o método dos elementos finitos (MEF) usando ANSYS e comparado com um código próprio escrito em MATLAB. O código também contém a implementação da Otimização Topológica de Estruturas Binárias (Topology Optimization of Binary Structures - TOBS) que será usada para um estudo preliminar de otimização do oleoduto submarino.