Análise da dinâmica de cilindros flexíveis verticais sujeitos a vibrações induzidas pela emissão de vórtices utilizando modos normais não lineares

Resumo

Risers são estruturas cilíndricas delgadas que transportam petróleo e gás do fundo do mar para a unidade flutuante, e seu comportamento dinâmico é a principal motivação tecnológica deste plano de pesquisa.Um fenômeno de particular interesse na dinâmica dos risers é chamado vibração induzida pela emissão de vórtices (VIV), uma classe de problema de vibrações induzidas pelo escoamento, caracterizada por oscilações de amplitudes próximas a um diâmetro estrutural. Matematicamente, o fenômeno pode ser descrito por uma abordagem fenomenológica, acoplando osciladores estruturais a equações não lineares que descrevem a dinâmica do fluido.Este projeto de pesquisa centra-se na investigação analítico-numérica de um cilindro flexível vertical sujeito ao VIV. A metodologia envolve duas etapas principais. Na primeira, o método de Galerkin será aplicado às equações não lineares de movimento que descrevem a dinâmica do sistema hidro-elástico composto pelo cilindro e pelo fluido, dando origem a modelos de ordem reduzida (MORs). Ao contrário das equações no contínuo, os MORs consistem de um sistema de equações diferenciais ordinárias não lineares.Com os MORs, os modos normais não lineares (MNNs) serão obtidos usando a abordagem de variedades invariantes. Estudos numéricos e analíticos dos MNNs serão realizados. A pesquisa será realizada na unidade de Ancona da Università Politecnica delle Marche, Itália, com a colaboração do professor Stefano Lenci, um pesquisador especialista em dinâmica não linear. (AU)