Este trabalho trata do desenvolvimento de um gerador e absorvedor dinâmico de ondas para ensaios com modelos de estruturas oceânicas em escala reduzida, em tanques que simulam as condições de operação encontradas no mar. Propõe-se um procedimento para o projeto de geradores absorvedores ativos de ondas do tipo placa basculante. O procedimento desenvolvido é aplicado ao projeto de um protótipo com quatro módulos geradores de ondas. O protótipo resultante foi instalado no laboratório do Departamento de Engenharia Naval e Oceânica a fim de ser utilizado pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo no estudo de algoritmos de geração e absorção de ondas. Para a medição de altura de onda, foi desenvolvido um sensor por ultra-som utilizando a técnica de pulso-eco e uma guia de ondas. O sensor, fixado junto ao batedor de ondas, é utilizado para a realimentação do controlador de absorção de ondas. Foram realizados ensaios para sua caracterização e comparação com um sensor capacitivo. Nesses ensaios, o sensor por ultra-som apresentou melhor linearidade e resposta dinâmica do que o sensor capacitivo, além de não necessitar de calibração antes de cada ensaio. Foram realizados ensaios com ondas regulares para a avaliação do desempenho do gerador de ondas e para o levantamento das funções de transferência do motor, da onda progressiva longe do atuador H/S e da onda próxima ao atuador H0/S que considera as ondas evanescentes. Os resultados experimentais apresentaram uma boa concordância com o modelo teórico. / This work aims at the development of a wave generator and dynamic absorber to perform tests with models of oceanic structures in reduced scale, in tanks that simulate operating conditions found in the sea. It is proposed a procedure to design absorbing wavemakers of the flap type. The developed procedure is then applied for the construction of an prototype with four wave generator modules. The prototype was installed in the laboratory of the Naval Architecture and Ocean Engineering Departament, to be used by the Polytechnical School of University of São Paulo in the study of wave absorption algorithms. In order to measure wave heights, it was developed a wave height sensor based on ultrasound, applying the pulse-echo technique and a waveguide. This sensor, attached to the flap of the wave generator, is used as part of the feedback system of the wave absorption controller. Tests for its characterization and comparison with a capacitive sensor had been carried out. In those tests, the ultrasonic sensor had presented a better linearity and dynamic response then the capacitive sensor, moreover it does not need calibration before each test. Tests with regular waves had been carried out for the evaluation of the performance of the wave generator and the determination of the transfer functions of the servomotors, of the progressive wave far of the actuator H/S and the wave next to the actuator H0/S that considers the evanescentes waves. The experimental results had presented a good agreement with the theoretical model.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-14012008-100028 |
| Date | 13 November 2007 |
| Creators | Mario Luis Carneiro |
| Contributors | Júlio Cezar Adamowski, Kazuo Nishimoto, Sergio Hamilton Sphaier |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Engenharia Mecânica, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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