Desenvolvimento de procedimento automatizado e otimizado para análise estrutural de navios mercantes do tipo petroleiro usando modelo de elementos finitos segmentado

Abstract

Desde os tempos da antiguidade, a humanidade projeta e constrói embarcações com os mais diversos propósitos. Um dos maiores desafios da construção naval consiste na definição do arranjo interno da estrutura, a qual é fundamental para garantir a segurança e a confiabilidade da embarcação. Sendo uma etapa dispendiosa que demanda grande esforço e tempo para obtenção de resultados viáveis e eficientes, os engenheiros buscam constantemente novas maneiras de desenvolver projetos confiáveis que satisfaçam os requisitos do armador, além de atenderem as diferentes normas impostas pelas sociedades classificadoras e demais entidades que regulam o setor naval. Nesse sentido, o desenvolvimento de técnicas e ferramentas computacionais permite aos projetistas utilizar o poder computacional para realizar diversas simulações e análises em um curto período de tempo, reduzindo a duração de um projeto estrutural e aumentando a eficiência da solução obtida. Inserido nesse contexto, este trabalho apresenta uma metodologia de projeto estrutural baseada em um modelo paramétrico que realiza tanto a análise numérica utilizando o método dos elementos finitos, quanto a verificação dos critérios normativos. Esse modelo, por sua vez, é integrado a um processo de otimização que utiliza o algoritmo HDGA implementado na ferramenta Synapse. Tanto as restrições normativas, quanto os níveis de tensões aferidos na análise numérica são utilizados como restrições no processo de otimização, o qual tem como objetivo a redução da massa estrutural do navio. Por fim, é apresentado um estudo de caso no qual o projeto estrutural de um navio petroleiro é desenvolvido com sucesso utilizando a metodologia proposta.