Estudo numérico da dinâmica de um conjunto de tubos ejetando fluido sob instabilidade paramétrica.
Os risers são estruturas comumente empregadas na engenharia oceânica e que têm como uma de suas funções o transporte de fluidos. Essas estruturas estão sujeitas, dentre outros esforços a solicitações decorrentes de excitação paramétrica e do escoamento interno. No caso em estudo, a excitação paramét...
| Autor: | |
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| Formato: | tesis de maestría |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2020 |
| País: | Brasil |
| Recursos: | Universidade de São Paulo (USP) |
| Repositorio: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
| Idioma: | portugués |
| OAI Identifier: | oai:teses.usp.br:tde-18052021-170511 |
| Acesso em linha: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-18052021-170511/ |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palavra-chave: | Dinâmica das estruturas Dinâmica não linear Escoamento Floquet Theory Instabilidade paramétrica Internal-flow-induced vibration Non linear dynamics Parametric instability Teoria de Floquet Vibrações |
| Resumo: | Os risers são estruturas comumente empregadas na engenharia oceânica e que têm como uma de suas funções o transporte de fluidos. Essas estruturas estão sujeitas, dentre outros esforços a solicitações decorrentes de excitação paramétrica e do escoamento interno. No caso em estudo, a excitação paramétrica ocorre quando o termo de rigidez da equação demovimento varia de maneira explícita com o tempo. No caso dos risers, essa variação está associada à modulação da força normal decorrente do movimento da plataforma no plano vertical. O foco da pesquisa aqui descrita é analisar um modelo simplificado de um riser formado por um conjunto de dois tubos rígidos conectados por molas rotacionais e que ejeta fluido a partir da extremidade livre. Por sua vez, a excitação paramétrica é obtida pela aplicação de movimentos verticais harmônicos ao suporte. O estudo do problema combinado foi conduzido por meio da Teoria de Floquet para o problema linearizado, possibilitando a determinação das regiões de estabilidade e instabilidade da solução trivial do sistema não autônomo. O problema combinado estudado a partir das equações não lineares foi analisado por meio de mapas de amplitude de respostas pós-crítica construídos numericamente. Dentre outros resultados, mostra-se que a variação da velocidade do escoamento interno, frequência e amplitude do movimento imposto interferem de forma significativa nos diagramas de instabilidade e nos mapas de amplitude pós-crítica, os quais apresentam significativa erosão no plano de parâmetros estudado. |
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