Submitted by Stéfany Moreira (stemellra@yahoo.com.br) on 2013-03-08T14:19:36Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_MaterialCompósitoMatriz.pdf: 9207185 bytes, checksum: d3d4f51a79f1f922290cbe721e84301e (MD5) / Approved for entry into archive by Neide Nativa (neide@sisbin.ufop.br) on 2013-03-13T18:10:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_MaterialCompósitoMatriz.pdf: 9207185 bytes, checksum: d3d4f51a79f1f922290cbe721e84301e (MD5) / Made available in DSpace on 2013-03-13T18:10:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_MaterialCompósitoMatriz.pdf: 9207185 bytes, checksum: d3d4f51a79f1f922290cbe721e84301e (MD5) Previous issue date: 2007 / O presente trabalho teve como principal objetivo desenvolver novos materiais compósitos a base de resina estervinílica com fibras naturais de sisal e coco e inorgânica de vidro, além da impermeabilização das fibras naturais através da modificação física com betume. As caracterizações das fibras naturais de sisal e de coco, bem como sua morfologia e propriedades térmicas foram realizadas, devido ao fato dessas propriedades dependerem das condições de plantio, do solo, da colheita e da idade das plantas; além da determinação do teor de lignina, já que essa influencia diretamente no comportamento mecânico dos materiais compósitos. A cinética da absorção de água destilada e salina das fibras naturais de sisal e de coco e das modificadas fisicamente com 10% de betume (p/v) foram investigadas. Estudos das propriedades físico-mecânicas dos compósitos em matriz estervinílica reforçados com fibras de vidro e suas aplicações na engenharia naval, civil e automobilística foram previamente observados por vários pesquisadores mesmo sabendo de sua alta toxicidade quando em combustão. Essa perigosa propriedade instigou mais estudos sobre materiais compósitos reforçados com fibras naturais e seus tratamentos. Observações sobre as propriedades mecânicas como ensaios físicos de flexão, tração e impacto foram comparados e avaliados quanto ao desempenho e ao comportamento dos materiais citados após serem submetidos à corrosão salina (“salt spray”) e à influência da radiação ultravioleta (UV). O interesse na aplicação desses novos materiais compósitos reforçados com fibras naturais no design da engenharia naval, civil e automobilística é devido à redução de custos, densidade, ao desempenho, à segurança, economia de combustível, objetivando maior limite de velocidade e potência. Outra razão é a vasta possibilidade de modelagem e a obtenção de peças de design com respaldo ambiental. Os padrões industriais referentes a custos determinam uma série de dificuldades, mas não impedimentos, no que diz respeito às variações em conceitos na engenharia civil, náutica e automobilística, mesmo sabendo que há uma gama quase infindável de possibilidades de modelos. __________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: The morphology and the mechanical properties of polymeric matrix composites reinforced with glass-fiber and its applications at the Naval, Civil and Automobilist Engineering has been researched currently even thought the high toxicity during application or when it is in combustion. This dangerous property instigates studies about material composites reinforced with natural fibers and its treatments. Observations about the mechanical properties as flexural, impact and tensile, submitted and not submitted to a salt corrosion (salt spray) and to the influence of the Ultraviolet (UV) Radiation will be compared at this research. The behavior of the composites under water absorption is an important fact to be studied. The water absorption of the natural and treated fibers is investigated. The thermal properties and behavior of the sisal and coconut fibers reinforced composites has presenting possibilities to be designed and applied in non structural pieces of the Naval, Vehicle, and Civil Engineering Industries. The interest on the application of materials composites reinforced with natural fibers in the design of the Naval Engineering is the reduction of costs, density, fuel, and the possibility of higher limit of velocity and power. Other reason is the possibilities of modeling obtaining pieces environmentally correct and designed. Others applications for these materials composites reinforced with natural fibers as furniture for the Civil Engineering and some interior pieces for the Automobilist Industry is showing very interesting as well.

Os aspectos estatísticos inerente à excitação provocada pelas condições ambientais sobre embarcações amarradas são estudados de forma a estabelecer parâmetros aceitáveis para avaliação da qualidade da resposta dinâmica não-linear de longo prazo das linhas de amarração, em termos de vida em fadiga e do risco de ruptura estática. A abordagem proposta subdivide a resposta de longo prazo numa sequência de eventos de curto prazo, nos quais o processo aleatório é considerado estacionário, embora não necessariamente de banda estreita. Nesses termos, o comportamento dinâmico não-linear das linhas de amarração pode ser tomado na sua essência fundamental, sem a necessidade de simplificações de grande vulto. Como parte do procedimento de cálculo, propõe-se que as tensões de curto prazo sejam obtidas por integração direta, no domínio do tempo, do equilíbrio dinâmico de cada linha isolada de amarração, nos moldes já hoje consubstanciados em programas de computador comercialmente disponíveis. Finaliza-se com a apresentação de um exemplo de aplicação do método, para o caso da plataforma semi-submersível GVA 4500 da Petrobrás, que vai operar na Bacia de Campos numa lâmina d\'água ao redor de 1000 m . Atende-se com este trabalho, portanto, alguns dos anseios estabelecidos no \"Programa de Capacitação Tecnológica em Sistemas de Exploração para Águas Profundas (PROCAP)\" da citada empresa, buscando cumprir o objetivo de colocar o conhecimento tecnológico nacional adaptado à realidade do país, tornando-o menos dependente da importação de tecnologias estrangeiras, nem sempre, ou quase nunca, voltadas às nossas reais necessidades. / The inherent statistic aspects due to environmental loads acting on moored vessels are investigates in order to obtain reliable parameters to evaluate the long-term non-linear dynamics response of the mooring lines, as for the fatigue life and the risk of static failure. The proposed approach divides the long-term response into a sequence of short-term events, in which the random process is regarded as stationary, but not narrow band. Thus the non-linear dynamic behavior of the mooring lines can be treated on its fundamental essence, without large simplifications. As part of the calculation procedure, the short-term tensions are obtained by integrating directly the equations of motion for each single mooring line, as performed by the available commercial computer programs. Finally an example of application is presented, for the Petrobrás semisubmersible platform GVA 4500, that will be operating at Bacia de Campos in a water depth of 1000 m. This work goes toward the aims of the \"Programa de Capacitação Tecnológica em Sistemas de Exploração para Águas Profundas (PROCAP)\", in order to take the national technological knowledge adapted to the country actuality, and avoid the importation of foreign technologies, that are, almost never, turned to our actual needs.

As linhas flexíveis utilizadas em sistemas flutuantes para produção de petróleo são solicitadas por esforços ambientais de natureza aleatória durante toda sua vida útil. Sua resposta dinâmica de longo prazo as solicitações do ambiente, embora não estacionaria pode ser vista como sendo uma sucessão de processos aleatórios estacionários, associados a probabilidades de ocorrência de condições ambientais de curto prazo. Através de simulações da resposta não linear as solicitações de curto prazo, uma descrição probabilística de segunda ordem da resposta das linhas flexíveis pode ser obtida por analise biespectral. A resposta estacionaria não gaussiana fica então sendo caracterizada no domínio da frequência pela identificação de suas energias linear e não linear. A energia linear define um processo gaussiano, e a energia não linear corresponde à parcela não gaussiana da resposta. Uma regressão quadrática da resposta no domínio da frequência permite obter sua função característica, que e a transformada de Fourier da função de densidade de probabilidade. Desta forma, a resposta estacionaria e representada pela soma de parcelas lineares e quadráticas de variáveis aleatórias gaussianas independentes, e a obtenção da função característica faz-se através da solução de um problema de autovalores e autovetores de uma matriz real e simétrica. / Sem resumo em inglês.

Este trabalho tem por objetivos: o estudo do comportamento dinâmico nãolinear de risers oceânicos, utilizando modos não-lineares de vibração, e o controle ativo das vibrações neles induzidas. Uma formulação não-linear do método dos elementos finitos é utilizada para a modelagem dos sistemas estruturais com vários graus de liberdade. Pela aplicação do método das variedades invariantes ao modelo de elementos finitos, determinam-se os modos normais não-lineares. Para o caso de ressonâncias internas, pode ser necessário determinar multi-modos não-lineares, o que se faz pela aplicação do método das múltiplas escalas. Apreciável esforço científico ainda é necessário para uma compreensão profunda da dinâmica de risers. Muitas das questões em aberto estão relacionadas a aplicações em águas ultraprofundas. Recentemente, novas reservas de óleo e gás foram descobertas no mar brasileiro em águas ultraprofundas, com lâminas dágua superiores a 2500m. Assim, a indústria offshore se depara com um novo conjunto de problemas e desafios relacionados à dinâmica não-linear de risers. Desta forma, a análise modal não-linear pode ter um importante papel na modelagem de Riser- Towers, SCRs (Steel Catenary Riser), entre outros sistemas oceânicos. Um procedimento completo consideraria diversos aspectos como movimentos induzidos por ondas (WIM Wave Induced Motion) e por correntes oceânicas. Nesta última categoria, ressaltam-se as vibrações induzidas por vórtices (VIV Vortex Induced Vibration). A todos esses fenômenos se somam o escoamento interno, deslocamento imposto, contato com o solo marinho, etc. Nota-se que a análise modal não-linear é adequada para representar o comportamento da dinâmica global dos risers por meio de modelos matemáticos com poucos graus de liberdade. Diferenças relevantes entre as abordagens linear e nãolinear são encontradas na forma modal e nos diagramas de fase. Tais diferenças podem ser importantes quando o arrasto e a inércia do fluido forem considerados. Multi-modos são utilizados para abordar ressonâncias internas utilizando análises acopladas que são importantes no caso de excitação multi-modal de modos altos por VIV. De fato, modos não-lineares podem ser úteis na elaboração de modelos matematicamente reduzidos que apresentem uma resposta qualitativa e quantitativamente coerente com a resposta da análise de risers sob carregamentos reais. A análise modal não-linear é uma técnica inovadora que permite um aprofundamento do entendimento do comportamento da dinâmica dos risers e a elaboração de modelos matemáticos com poucos graus de liberdade. Por serem modelos menores, consomem menos tempo de processamento levando a respostas mais rápidas, essenciais para sistemas de controle eficientes. Alguns exemplos de sistemas de controle são estudados neste trabalho. / The present work has the following objectives: deep understanding of the nonlinear structural behaviour of riser dynamics, by using non-linear modal analysis, and the study of these structural systems when an active control system is coupled. The finite element method provides a set of non-linear equations of motion for the structural system considered. These non-linear equations of motion are handled by the so-called invariant manifold approach: non-linear vibration modes are defined as movements whose trajectories in phase space are confined to a two-dimensional invariant manifold. In addition, the method of multiple scales is used to determine the non-linear multi-modes, when internal resonances come into play. Riser dynamics still demands great research efforts, many of the open topics being related to deep and ultra-deep water applications. The offshore industry has already begun to explore in water depths at the limits of the current technology and has plans to access sites over 2500 metre-deep. Therefore, offshore industry will face new challenges concerning the non-linear dynamics of risers. Non-linear modal analysis will play an important role in the project development of hybrid towers, SCRs and so on. A complete design procedure considers several issues associated with the dynamic response to wave-induced motions (WIM) of the Floating Production Unity (FPU) and to ocean currents. In this latter category one may cite vortex-induced motions (VIM) of spar-type FPUs and vortex-induced vibration (VIV). Results point out that non-linear modal analysis is adequate to capture the global dynamic behaviour of risers. Relevant differences with respect to linear analysis might then appear in the modal shape and phase trajectories. Such differences might be important when drag and inertia fluid loads will be further considered. Multi-modes should be considered to approach internal resonance. Coupling analysing may be relevant in the case of multi-modal excitation of higher modes in VIV. Non-linear modes are believed to play an important role in degree-of-freedom model reduction, thus allowing for good qualitative and quantitative response analysis of risers under sea loading. Non-linear modal analysis is an innovative technique that allows for deeper understanding of riser dynamics. In addition, reduced models can be found in order to diminish the processing time. Reducing the calculation time is very important when control systems are considered. This work studies some examples of risers that are controlled by active systems, which are considerably affected by the processing time.

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:50:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Edgar.pdf: 1094234 bytes, checksum: 7aa0fe5a29dfc6d6a8b9f215c97da0da (MD5) Previous issue date: 2010-09-29 / In this work, we study the modell of a system of N beams interconnected with each other, where one of its ends is clamped and the other is submitted to a dissipative mechanism of frictional type. We show that model is well posed, using the semigroup theory, and using energy method, we prove that the system is exponentially stable. Finally, through numerical methods, we con_rm these properties for the corresponding discrete model. We obtain the numerical modeling and graphics showing the evolution of the modell solution. / Neste trabalho, estudamos a modelagem de um sistema de N vigas interconectadas entre si, onde um de seus extremos está engastado e o outro está submetido a um mecanismo dissipativo do tipo friccional. Mostramos a boa colocação do modelo, usando a teoria de semigrupos; e usando o método de energia, provamos que o sistema é exponencialmente estável. Finalmente, através dos métodos numéricos, confirmamos estas propriedades para o correspondente modelo discreto. Fazemos a modelagem numérica e obtemos gráficos que mostram a evolução da solução do modelo.

FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / As raias das espÃcies Dasyatis guttata e Dasyatis americana constituem importantes recursos pesqueiros no Estado do CearÃ. O objetivo geral desta DissertaÃÃo à estudar a biologia pesqueira dessas espÃcies com vistas ao uso das informaÃÃes como constituintes de eventuais medidas de gerenciamento de sua exploraÃÃo. Dentro desse contexto geral, foram abordados aspectos relacionados com a biometria e suas relaÃÃes morfomÃtricas, dieta alimentar e reproduÃÃo, quanto ao comprimento mÃdio na 1 maturidade sexual e fecundidade. As amostragens foram realizadas nos MunicÃpios de Fortaleza, Caucaia e Aquiraz, no Estado do CearÃ, Brasil, a partir da captura como fauna acompanhante das pescarias com rede-de-arrasto e rede-de-espera, e dos desembarques das pescarias com linha-de-mÃo e mergulho (arpÃo), durante os perÃodos de julho e agosto de 1997; fevereiro a julho de 1999; agosto de 2000; marÃo a junho de 2001; outubro a dezembro de 2003; e janeiro de 2004 a maio de 2005. O crescimento relativo das medidas lineares comprimento do disco (CD), distÃncia focinho-olho (FO), distÃncia focinho-boca (FB), largura da boca (LB), comprimento dos clÃspers (CC) e peso total (PT) â variÃveis dependentes, como proporÃÃo da largura do disco (LD) â variÃvel independente, foi estimado atravÃs do Ãndice MorfomÃtrico (IM) e das relaÃÃes moformÃtricas lineares CD/LD, FO/LD, FB/LD, LB/LD e CC/LD e PT/LD. A ocorrÃncia de dimorfometria sexual foi avaliada atravÃs do teste t, aplicado ao coeficiente angular para machos (b1) e fÃmeas (b2). DiferenÃas no tamanho entre machos e fÃmeas tambÃm foram avaliadas pelo teste t. A alimentaÃÃo foi analisada quanto ao Ãndice de RepleÃÃo Estomacal, e quanto à dieta pelos mÃtodos da freqÃÃncia de ocorrÃncia, avaliaÃÃo volumÃtrica e avaliaÃÃo gravimÃtrica. A reproduÃÃo foi estudada quanto ao desenvolvimento da maturaÃÃo sexual e estimaÃÃo do comprimento na 1Â. maturidade sexual atravÃs do mÃtodo da ogiva. A fecundidade das espÃcies foi estimada atravÃs da contagem do nÃmero de embriÃes por fÃmea grÃvida. A anÃlise dos dados permitiu a obtenÃÃo dos seguintes resultados: (1) D guttata foi considerada como espÃcie-alvo das pescarias com linha-de-mÃo, sendo tambÃm capturada como fauna acompanhante nas pescarias direcionadas a camarÃes e lagostas com redes de arrasto e de espera, enquanto D. americana foi considerada como espÃcie-alvo das pescarias com linha-de-mÃo e mergulho, sendo capturadas em fundos lamosos e arenosos, respectivamente; (2) D. americana apresentou um porte bem maior que D. guttata, as fÃmeas sÃo maiores do que os machos; (3) foram observadas diferenÃas entre sexos quanto ao crescimento relativo das variÃveis âdistÃncia focinho-bocaâ em ambas as espÃcies, e âdistÃncia focinho-olhoâ em D. americana; (3) a dieta apresentou a seguinte estrutura: alimentos essenciais - crustÃceos (D. guttata), crustÃceos e peixes (D. americana); alimentos secundÃrios - peixes, poliquetas e sipunculas (D. guttata); alimentos ocasionais - moluscos e outros (D. guttata), poliquetas, sipunculas e moluscos (D. americana); (4) D. americana parece fazer um melhor aproveitamento dos itens alimentares disponÃveis, como o indica seu maior Ãndice de repleÃÃo estomacal; (5) a capacidade de reproduÃÃo à atingida nas classes de 50-60 cm LD e 60-70 cm LD (machos) e 60-70 cm LD e 80-90 cm LD fÃmeas), para D. guttata e D. americana, respectivamente; (6) os clÃspers apresentaram comprimentos mÃdios de 11,2 e 11,8 cm em D. guttata e D. americana, com proporÃÃes praticamente iguais nas duas espÃcies, valores que definem o tamanho mÃdio na 1Â. maturidade funcional; (7) s D. guttata e D. americana apresentaram baixa fecundidade e neonatos com tamanho mÃdio de nascimento estimados em 14,0 cm LD e 29,0 cm LD, respectivamente. / The stingray species are important fishing resources in Cearà State, Brazil. The main objective of this Dissertation was to study the fishery biology of the species Dasyatis guttata e Dasyatis americana, with the aim of using the results as tools in the issuing and enforcing of the appropriate measures for managing their exploitation. Various aspects were studied, such as: biometry, morphometric relationships, feeding diet, and reproductive activity as to the maturation development and mean size at the first sexual maturity and fecundity. Sampling for the stocks was carried out in Fortaleza, Caucaia and Aquiraz counties, in Cearà State, Brazil, as by-catch material by the trawlnet and gillnet fisheries and landings from the hook-and-line fishery and harpooning fisheries, during the period of July and August of 1997; February to July of 1999; August of 2000; March to June of 2001; October to December of 2003; and January of 2004 to May of 2005 . The relative growth of the body measures disk length (DL), distance snout-eye (SE), distance snout-mouth (SM), mouth breadth (MB), claspers length (CL) and total weight (TW) â dependent variables â as a proportion of disk width (DW) â independent variable - was estimated by means of the Morphometric Index and the morphometric relationships DL/DW, SE/DW, SM/DW, MB/DW e CL/DW and TW/DW. The occurrence of sexual dimorphism was assessed through Studentâs t-test applied to the slope coefficient for males (b1) and females (b2). Differences in size between males and females were also evaluated by means of the t-test. Feeding was investigated by the Index of Gut Fullness and diet by the frequency of occurrence and volumetric and gravimetric evaluation methods. Reproduction was investigated as to gonad development and estimation of the mean size at first sexual maturity, the latter by the ogive method. Fecundity of both species was estimating by counting the number of embryos per pregnant female. The data analysis generetd the following results: (1) Dasyatis guttata was considered a target specie of hook-and-line fishery, being also caught as by-catch in the shrimp and lobster fisheries with trawlnets and gillnets and Dasyatis americana was a target species of hook-and-line fishery and harpooning fisheries, they are caught in mud and sand bottoms, respectively; (2) D. americana was larger that D. guttata, and likewise, females were bigger than males; (3) sex differences as to relative growth of variables âdistance snout-mouthâ in both species, and âdistance snout-eyeâ in D. americana; (3) the feeding diet has the following structure: essential foods - crustaceans (D. guttata), crustaceans and fish (D. americana); secondary foods â fish, worms, fish and sipunculids (D. guttata); occasional foods â mollusks and other items (D. guttata), worms, sipunculids and mollusks (D. americana); (4) the stingray D. americana seems to make the most of the ingested food as indicated by the Index of Gut Fullness; (5) the onset of reproduction is attained in length classes de 50-60 cm DW and e 60-70 cm DW (males), and 60-70 cm DW e 80-90 cm DW (females), for D. guttata and D. americana, respectively; (6) the mean length of claspers was estimated as 11.2cm (D. guttata) and e 11.8 cm (D. americana), with roughly equal proportions in both species, values which are thought to define the mean size at first functional maturity; (7) D. guttata e D. americana showed a low fecundity index, with the mean length free-living neonates being estimated as 14.0 cm DW and 29.0 cm DW, respectively.

Orientador: Celso Kazuyuki Morooka / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica e Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-13T09:48:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tsukada_RaphaelIssamu_M.pdf: 4706299 bytes, checksum: b217ddb6687b4f89959018a445ff1dee (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O presente trabalho tem como objetivo principal caracterizar o comportamento dinâmico de risers em configuração catenária (SCR) sob os efeitos do fenômeno da vibração induzida por vórtices (VIV). Estes estudos foram realizados através de experimentos e simulações numéricas. O experimento foi realizado com modelo de SCR em escala reduzida em um tanque de provas sob várias condições simuladas do ambiente, variando a velocidade do carro dinamométrico, a amplitude dos movimentos impostos no topo do modelo, amplitudes e períodos de ondas. As simulações numéricas foram realizadas usando um modelo de VIV criado para a avaliação de risers rígidos verticais. Modificações para o modelo foram implementadas de forma a considerar a inclinação do riser em relação ao escoamento e os movimentos apresentados pela SCR. Os resultados experimentais e numéricos apresentaram algumas características de comportamento semelhantes aos dos risers utilizados para grandes lâminas da água, verificados por outros pesquisadores, tais como: os altos harmônicos da freqüência de desprendimento de vórtices e o comportamento misto de standing e travelling waves. Uma boa concordância foi observada comparação entre os resultados experimentais e numéricos. / Abstract: The primary objective of this work is to characterize the dynamic behavior of steel catenary risers (SCR) under the effects of the Vortex-Induced Vibration (VIV) phenomenon. This study was conducted applying both experimental and numerical approaches. A SCR model test was performed in a towing tank under several simulated environment condition combinations such as; varying the towing speed, riser top forced oscillation amplitudes and surface wave characteristics. Numerical simulations were computed using an empirical VIV model created for the evaluation of top tensioned vertical rigid risers. Modifications to the model were implemented to allow consideration for the inclination of the riser relative to the fluid flow and the movement of the SCR. The experimental e numerical results present some dynamic behavior characteristics similar to that of deep sea risers found by others researcher mainly high harmonics of the vortex shedding frequency and a mix of standing and traveling wave behavior. Results from the comparison of experimental and numerical results have shown a good agreement. / Mestrado / Explotação / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientador: Celso Kazuyuki Morooka / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-24T00:38:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tsukada_RaphaelIssamu_D.pdf: 8094235 bytes, checksum: 003f9b0a99d7b57efcd8ccf12ba266fd (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Durante os últimos anos, as Vibrações Induzidas por Vórtices (VIV) foram intensamente estudadas a partir de experimentos com cilindros retos instalados verticalmente ou horizontalmente, que diferem significativamente das tubulações curvas em forma de catenária, encontradas nos risers em catenária. Desta forma, as VIVs para esta configuração de riser ainda são pouco compreendidas. Nesse sentido, neste trabalho é proposto um procedimento para o cálculo das VIVs em riser em catenária no domínio do tempo, utilizando as hipóteses do princípio da independência, que considera que apenas a componente normal da velocidade de correnteza em relação ao eixo do riser é significativa para as VIVs. Uma abordagem semi-empírica é adotada para calcular as forças transversais das VIVs, com base em coeficientes hidrodinâmicos encontrados a partir de experimentos com cilindros rígidos oscilando transversalmente ao escoamento. A frequência das forças de VIV é calculada através da mudança da frequência natural do riser devido à variação da massa adicional com a velocidade reduzida. Uma vez que respostas multi-modais podem ocorrer, um procedimento com base nas observações experimentais de células de desprendimento de vórtices e regiões de power-in são adotadas para determinar os modos de vibração excitados pelas VIVs. Dois experimentos com modelos flexíveis foram analisados. A partir do primeiro experimento verificou-se a validade das considerações do princípio da independência para tubos flexíveis. Já o segundo experimento teve a finalidade de entender o comportamento dinâmico de risers em catenária devido às VIVs, que demonstrou grande influência do comportamento das traveling waves na resposta da estrutura às VIVs. Por fim, o procedimento de cálculo das VIVs foi comparado com resultados experimentais para diferentes configurações e apresentou uma boa concordância. / Abstract: During the last years, the Vortex Induced Vibrations (VIV) were intensively studied from experiments with straight cylinders installed vertically or horizontally, which differ significantly from curved cylinders in catenary shape, found in catenary risers. Thus, for this riser configuration, VIVs are still poorly understood. Accordingly, this thesis proposes a procedure for the calculation of VIVs in catenary riser in the time domain, using the assumptions of the principle of independence, under which only the normal component of the flow velocity relative to the riser axis is significant to VIV. A semiempirical approach is adopted to calculate the transverse forces of VIV based on hydrodynamic coefficients found from experiments with rigid cylinders oscillating transversely to the flow. The frequency of the VIV forces is calculated by changing the natural frequency of the riser due to the variation of added mass in relation to the reduced velocity. Since multi-modal responses can occur, a procedure based on experimental observations of vortex shedding cells and power-in regions are adopted to determine the vibration modes excited by VIV. Two experiments with flexible models were analyzed. From the first experiment, the validity of the considerations of the principle of independence for flexible pipes is verified. The second experiment aimed to understand the dynamic behavior of catenary risers due to VIV, which showed a great influence of traveling wave's behavior in the response of the structure to VIV. Finally, the procedure of calculating VIV was compared with experimental results for different configurations and showed good agreement. / Doutorado / Explotação / Doutor em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientadores: Celso Kazuyuki Morooka, Eugênio Libório Feitoza Fortaleza / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-21T00:36:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Shiguemoto_DenisAntonio_M.pdf: 2730769 bytes, checksum: 3e344d27e331583f273c868cd954634f (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Descobertas recentes de petróleo em laminas d'água cada vez mais profundas tem motivado o desenvolvimento de novas configurações de sistemas de produção de petróleo. Neste contexto, o Riser Hibrido Auto Sustentável (RHAS) surge como uma alternativa para produção de petróleo em águas ultraprofundas...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Recent discoveries of petroleum in water depths deeper and deeper have motivated the development of new configurations of petroleum production systems. In this context, the Self Standing Hybrid Riser (SSHR) is an alternative to petroleum production in ultra deep waters...Note: The complete abstract is available with the full electronic document / Mestrado / Explotação / Mestre em Ciências e Engenharia de Petróleo

Este trabalho tem por objetivo propor um método para analisar a capacidade de absorção de uma região para um cluster industrial naval e um método para avaliação da intensidade da terceirização na indústria de construção e reparos navais (ICRN), assim como aplicá-lo para a região Norte do Brasil. Para tal, foi necessário caracterizar a cadeia de fornecimento de um cluster industrial naval, por meio da análise de similaridade com clusters de sucesso que apresentem características semelhantes a empresas que atuam na construção e no reparo naval da região norte do Brasil e também a empresas especializadas na construção de embarcações fluviais de carga. Na caracterização da cadeia de fornecimento foram considerados fatores como: os tipos de embarcações construídas; o porte das embarcações; as demanda de construção e reparo; o tipo de organização; as ações do Governo; e a interação entre membros atuantes. Após a caracterização da cadeia de um cluster de sucesso, foi levantado o perfil das empresas que atuam na cadeia de fornecimento da Indústria de Construção Naval (ICN) da Região Metropolitana de Belém (RMB), para melhor entendimento da demanda local, de forma a mapear o processo interativo entre compradores (estaleiros, armadores e terceirizadas) e fornecedores (nacionais e internacionais), com base em dados primários obtidos através da aplicação de questionários. Além da caracterização, é proposto um método para análise da capacidade de absorção da região norte do Brasil para um cluster industrial naval, baseado em uma análise de viabilidade técnica da ICRN para os tipos de embarcações demandadas; uma análise de viabilidade econômica e a sua respectiva competitividade, fazendo analogia com clusters industriais marítimos bem-sucedidos. Para análise da competitividade, utilizou-se o modelo do diamante de Porter adaptado para ICRN regional, balizado pelos fatores encontrados por Moura (2011) para a competitividade da ICN, avaliadas como relevantes para o caso em análise e os elementos propostos por Pinto (2016) para a estruturação de um cluster de sucesso. Após o estudo de caso da capacidade de absorção proposta à RMB, foi realizado, por meio da proposição de um método para a análise, fundamentada em modelos consagrados na literatura, um estudo da influência da terceirização sob a ótica da subcontratação no processo de desenvolvimento industrial, levando em conta a disponibilidade; a qualidade do fornecimento; o prazo; e a comparação de custos, através da aplicação de questionários com os representantes dos principais estaleiros da região, dos seus principais fornecedores; e dos representantes dos órgãos de classe. O terceiro objetivo foi a análise da intensidade da cadeia terceirizada na RMB, por meio de uma adaptação metodológica para a ICN, assim como a análise, se a região é capaz de suportar um cluster ou simplesmente ampliar sua cadeia terceirizada. Por fim, é desenvolvido um modelo consistente através do método de tomada de decisão multicritério genérico, via abordagem integrada AHP (Analytic Hierarchy Process) e PROMETHEE, para a seleção de atividades a serem terceirizadas na ICN, com um estudo de caso no Estado do Pará. / This work aims to propose a method to analyze the absorption capacity of a region for a naval industrial cluster and a method to evaluate the intensity of outsourcing in the shipbuilding and ship repair industry (ICRN), as well as to apply it to the North region of Brazil. For this, it was necessary to characterize the supply chain of a naval industrial cluster, through the analysis of similarity with successful clusters that present similar characteristics to companies that works in the shipbuilding and ship repair of the northern region of Brazil, as well as specialized companies in the construction of inland waterway vessels. In the characterization of the supply chain were considered factors such as: the types of vessels built; the size of the vessels; demand for construction and repair; type of organization; Government actions; and interaction between active members. After the characterization of the chain of a successful cluster, the profile of the companies that operate in the supply chain of the Shipbuilding Industry (ICN) of the Metropolitan Region of Belém (RMB) was surveyed, in order to better understand the local demand, to mapping the interactive process between buyers (shipyards, shipowners and subcontractors) and suppliers (national and international), based on primary data obtained through the application of questionnaires. Besides the characterization is proposed a method for analyzing the absortion capacity of the northern region of Brazil to a naval industrial cluster, where it was based on a technical feasibility analysis of the shipbuilding and repair market industry demanded of vessels; an economic feasibility analysis and their respective competitiveness, making analogy with successful maritime industrial clusters. In order to analyze competitiveness, the Porter diamond model adapted to regional ICRN was used, based on the factors found by Moura (2011) for the competitiveness of the ICN, evaluated as relevant for the case under analysis and the elements proposed by Pinto (2016) for structuring a successful cluster. After the case study of the absorptive capacity proposed to the RMB, a study of the outsourcing influence from the point of view of subcontracting in the process of industrial development was carried out by proposing a method for the analysis, based on models established in the literature, taking into account availability; quality of supply; the deadline; and the comparison of costs, through the application of questionnaires with the representatives of the main shipyards in the region, of its main suppliers; and representatives of the class organs. The third objective was the analysis of the intensity of the outsourced chain in the RMB, through a methodological adaptation to the ICN, as well as the analysis, if the region is able to support a cluster or simply extend its outsourced chain. A model is then developed through the generic multicriteria decision-making method, through an integrated AHP (Analytic Hierarchy Process) and PROMETHEE approach, for the selection of activities to be outsourced at ICN, with a case study in the State of Pará.