Aperfeiçoamento de um modelo analítico para a predição da fadiga devido ao fenômeno de vibração induzida por vórtices em linhas oceânicas

Abstract

Com a expansão da indústria de exploração de óleo e gás offshore surgiu a necessidade de equipamentos que possibilitassem o processo de extração em meios mais extremos. Esse processo acarretou tecnologias que garantissem a funcionalidade de todos os sistemas envolvidos, entre eles os risers. O risco associado a ocorrência de falhas e o custo para implementação e manutenção desses sistemas torna imprescindível o estudo dos mecanismos de falha. No ramo de estruturas oceânicas, grande atenção é dedicada ao estudo de vibrações induzidas por vórtice (VIV), fenômeno de interesse do presente trabalho. Devido a sua alta complexidade, esse fenômeno ainda não é bem compreendido e descrito fisicamente; motivo pelo qual, meios de análise analíticos, numéricos e experimentais, ainda pecarem em relação a predição do mesmo. Levando em consideração a praticidade dos métodos analíticos, quando comparados aos outros modos, este trabalho visou aperfeiçoar um modelo analítico já existente, incorporando a simulação da amplitude de resposta através de uma equação de van der Pol e considerando a massa adicional variável. O modelo, baseado nos modelos analíticos de Iwan&Blevins e Lyons&Patel, foi corrigido com as alterações apresentadas e o resultado obtido para o modelo corrigido foi comparado com o modelo base. Esse apresentou-se menos conservador, podendo descrever a curva de amplitude de resposta adimensional em relação a velocidade reduzida com maior precisão. Adicionalmente, alterações tanto no modelo proposto, como no modelo de Lyons&Patel, são propostas como perspectivas para trabalhos futuros.