Orientador: Prof. Dr. Juan Pablo Julca Avila / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, 2015. / Risers são estruturas tubulares cilíndricas usados para transferir petróleo e gás desde
um poço de petróleo localizado no fundo do mar até uma plataforma. O presente
trabalho de mestrado tem como enfoque o desenvolvimento e implementação de um
código computacional para análise plana de vibrações livres de risers dispostos em
catenária com escoamento interno.
O riser, objeto deste estudo, é visto como uma viga plana curva e extensível com
rigidez de tração e de flexão que experimentam grandes deslocamentos. O escoamento
interno é visto como uma barra de flexibilidade infinita viajando ao longo do riser com
velocidade constante.
As equações do movimento do riser são deduzidas em coordenadas cartesianas via a
abordagem variacional usando o princípio da energia potencial estacionária.
O método de elementos finitos é usado para a análise estática e dinâmica geometricamente
não linear do riser. Para a solução das equações não lineares de equilíbrio
estático, o método iterativo de Newton-Raphson é utilizado.
As frequências naturais e os modos de vibrar de um riser disposto em catenária são
determinados para diferentes velocidades de escoamento interno, tensões no topo e
velocidade de correnteza. Os resultados obtidos são comparados satisfatoriamente com
dados da literatura. Verifica-se a funcionalidade do código desenvolvido que pode
ser usado para conduzir pesquisas em vibrações livres de risers em catenária com
escoamento interno. / Risers are cylindrical tubular structures used to produce/convey subsea oil and gas
from wells located on the seafloor of the sea up to a platform. The focus of the present
work of master¿s degree is the development and implementation of a computational
code for the plane analysis of riser¿s free vibrations of a riser in catenary configuration
under the effects of an internal fluid.
The riser under study is seen as a plane extensible beam with axial and of bending
stiffness, that experiments big displacements. The internal fluid is consider like a bar of
infinite flexibility travelling along of riser with constant velocity.
The riser¿s equations of motion are deducted in cartesian coordinates by an variational
approach using the concept of total potential energy of a structural system.
The finite elements method is used for the analysis dynamic and static non-linear
geometrically of the riser. To solve the non-linear equations of static equilibrium, the
iterative method of Newton-Raphson is used.
The natural frequencies and vibrating modes of riser in catenary configuration are
determined for different velocities of internal fluid, top tensions and current velocities.
The results obtained are satisfactory when compared with literature data. Is verified
the functionality of this code developed that can be used to conduct researches in free
vibrations of risers in catenary configuration with internal fluid.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:BDTD:77492 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Vásquez, Joseph Arthur Meléndez |
| Contributors | Avila, Juan Pablo Julca, Fenili, André, Yamamoto, Márcio |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf, 128 f. : il. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFABC, instname:Universidade Federal do ABC, instacron:UFABC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=77492&midiaext=70945, http://biblioteca.ufabc.edu.br/index.php?codigo_sophia=77492&midiaext=70946, Cover: http://biblioteca.ufabc.edu.brphp/capa.php?obra=77492 |
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