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Estudo do escoamento tridimensional ao redor de um agrupamento de cilindros em tandem

Autor(es):
Fregonesi, Rodrigo de Andrade
Número total de Autores: 1
Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
Imprenta: São Paulo. [2002]. 189 f., gráficos, ilustrações, tabelas.
Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola Politécnica
Data de defesa:
Orientador: Meneghini, Júlio Romano
Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Naval e Oceânica
Indexada em: Banco de Dados Bibliográficos da USP-DEDALUS
Localização: Universidade de São Paulo. Biblioteca Central da Escola Politécnica; FD-3112; Universidade de São Paulo. Escola Politécnica. Biblioteca de Engenharia Mecânica, Naval e Oceânica; FD-3112
Resumo

Na indústria de exploração de petróleo em alto mar, estruturas esbeltas, denominadas "risers", são empregadas para transportar hidrocarbonetos do leito do mar para as plataformas na superfície. Para a análise do comportamento dos "risers", é desenvolvido um código computacional permitindo o acoplamento entre a parte estrutural e a parte hidrodinâmica do escoamento ao redor da estrutura. A parte estrutural é implementada baseando-se no Método dos Elementos Finitos através da formulação fraca de Galerkin. As freqüências naturais dos diferentes modos de vibrar, as matrizes de massa, de rigidez estrutural e de amortecimento são determinadas. O Método dos Vórtices Discretos, na sua formulação bidimensional, é utilizado para representar a parte hidrodinâmica do problema. O escoamento é modelado por um esquema Lagrangiano. A técnica do crescimento do núcleo do vórtice é empregada para representar a difusão viscosa. O código desenvolvido é validado para os seguintes casos: escoamento ao redor de um cilindro fixo, ao redor de um cilindro livre para oscilar na direção transversal ao escoamento incidente e ao redor de dois cilindros fixos alinhados. O acoplamento hidro-elástico permite a análise do comportamento dos "risers" com características quase tridimensionais e o estudo de agrupamentos destes elementos. Finalmente, são apresentados os resultados das simulações numéricas para escoamento ao redor de um cilindro engastado em uma extremidade e livre na outra e para os casos do "riser" solitário sujeito à corrente uniforme e sujeito à corrente variável ao longo do seu comprimento. Para o caso de dois "risers", analisa-se estruturas alinhadas em relação ao escoamento incidente e são apresentados os resultados para espaçamento inicial entre dois e nove diâmetros. O objetivo das simulações é a verificação da ocorrência de possíveis colisões entre as estruturas. Todas as simulações mencionadas são realizadas com elevados números de Reynolds. (AU)

Processo FAPESP: 00/01064-2 - Estudo do escoamento tridimensional ao redor de um agrupamento de cilindros em tandem
Beneficiário:Rodrigo de Andrade Fregonesi
Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Mestrado