[pt] Este trabalho tem por objetivo simular numericamente o escoamento externo de uma corrente laminar incompressível, em regime permanente, para baixos números de Reynolds, em torno de um corpo sólido de forma cilíndrica. A solução do problema em estudo, é obtida resolvendo-se as equações de conservação de massa e quantidade de movimento bi-dimensionais. O método numérico selecionado para resolver as equações de conservação é uma combinação do método lagrangeano das características, com o método de volumes finitos. Adota-se um sistema de coordenadas curvilíneas que se adapta ao corpo, definido a partir da solução do escoamento potencial em torno do cilindro. Uma vez completado o procedimento numérico, o campo de velocidades, a distribuição de pressões e a tensão cizalhante em torno do cilindro, são analisados. A determinação do coeficiente de arraste proveniente da pressão dinâmica e da tensão viscosa contra a superfície sólida do cilindro também é realizada. Os resultados locais e médios são comparados com resultados experimentais e numéricos disponíveis, apresentando boa concordância. / [en] This work intends to simulate numerically the external flow of incompressible laminar stream at steady state for low Reynolds numbers around a cilindrical body. The solution of the present problem is obtained by means of the resolution of the equations of conservation of mass and momentum. The present numerical method to solve the equations of conservation is a combination of the lagrangian method of the characteristics, and the method of finite volumes. A curvilinear system of coordinates is selected to adapt to the body geometry. The mesh is generated based on the potential flow solution around the cylinder. Once performed the numerical computation, the velocity profile, the pressure and shear stress distribuitions around the cylinder are analysed. The determination of the drag from the data on dynamic pressure and viscosity effects around the cylinder is also done. The local and average results are compared with the experimental and numerical results available, with a reasonable agreement.

[pt] Diante dos cenários de produção cada vez mais desafiadores, a indústria de petróleo tem sido forçada a expandir os limites operacionais para vazões, temperaturas e pressões mais elevadas. Como consequência, cenários mais rigorosos são encontrados, levando à redução da vida útil dos equipamentos atuais, como por exemplo, a falha prematura por fadiga de linhas de controle de poços com completação inteligente. Estas linhas encontram-se expostas ao escoamento turbulento na região anular da coluna de produção, causando vibrações e tensões suficientemente altas, podendo levar a uma falha prematura das linhas por fadiga. Para prevenir estes problemas e desenvolver projetos mais eficientes, é necessário investigar os fenômenos associados a interação da vibração da linha com os desprendimentos de vórtices do escoamento. Estes foram modelados utilizando-se a metodologia DDES (Delayed Detached Eddy Simulation), o que requer alto custo computacional, devido à necessidade de utilização de pequenos passos de tempo e de espaçamento de malha. Buscando reduzir o custo computacional para a modelagem do problema, propõe-se, neste trabalho, tratar de forma desacoplada a análise estrutural e de fluidodinâmica. As forças atuantes nas linhas de controle no espaço anular do poço de completação são obtidas desprezando-se a flexibilidade das linhas. Paralelamente, o fator de amortecimento crítico, necessário para a análise estrutural da vibração da linha, é obtido através de uma simulação Fluido- Estrutura de um escoamento cruzado a um cilindro elástico. Os resultados obtidos mostram que a presente metodologia é promissora, pois permite uma representação dos fenômenos envolvidos melhor do que a encontrada nos procedimentos atualmente disponíveis na literatura. / [en] In face of increasingly challenging production scenarios, the oil industry has been forced to expand operational limits to higher flow rates, temperatures, and pressures. Therefore, challenging production scenarios are found, from integrity standpoint, leading to reduction in current equipment life expectancy. Premature failure of control lines due to fatigue in wells with intelligent completion is one of the problems that arises from those extreme conditions. These lines are exposed to turbulent flow in the annular region of the production string, causing sufficiently high vibrations and stresses. These dynamic stresses can lead to premature failure of the lines due to fatigue. To prevent these problems, and to develop more efficient designs, it is necessary to investigate the phenomena associated with the interaction of the line vibration with the vortex shedding of the flow. We modeled the phenomena using the DES (Delayed Detached Eddy Simulation) methodology, which has high computational cost due to the need of using small time steps and high mesh refinement. In order to reduce these computational costs, this work proposes to deal with structural and fluid dynamics analysis in a decoupled way. The forces acting on the control lines in the annular space of the completion well are obtained neglecting the flexibility of the lines. In parallel, the critical damping factor, necessary for the structural vibration analysis of control lines, is obtained through a Fluid-Structure Interaction (FSI) simulation of an elastic cylinder subjected to cross flow. The results obtained show that the present methodology is promising, allowing a better representation of the involved phenomena, compared to procedures currently available in the literature.