Ikaro dos Reis Riva
Título
Análise de Vibrações Induzidas por Desprendimento de Vórtices no Domínio da Freqüência Considerando Variação da Massa Adicionada
Resumo
O estudo das vibrações induzidas por desprendimento de vórtices (VIV) vem adquirindo grande importância na indústria offshore. Embora o carregamento devido a correntes marítimas seja convencionalmente considerado como estático na análise de tensões em risers, pode ocorrer movimento dinâmico transversal à direção da corrente (VIV’s) que, dependendo do seu perfil (uniforme ou triangular), podem reduzir drasticamente a vida útil de um riser ou duto submarino devido à fadiga. Neste trabalho, apresentam-se as principais características do fenômeno de formação de vórtices e os principais efeitos da variação da massa adicionada na análise de VIV. O enfoque principal, contudo, é dado ao método de análise no domínio da freqüência, para a qual está sendo proposto um algoritimo que leva em consideração a variação da massa adicionada em estruturas sujeita a dois tipos de perfis de correntes: uniforme e triangular (ou trapezoidal). Finalmente, para demonstrar a aplicação das implementações feitas, estes são utilizados para prever a resposta estrutural de um riser vertical submetido a VIV.
Abstract
The study of the vortex induced vibrations (VIV) is becoming of growing importance for the offshore industry. Although the loading due to sea streams is considered static for stress analysis in risers, dynamic movements may arise, transversal to the stream’s direction – the so called VIV’s. Depending on the profile of these movements (uniform or triangular), the service life of the pipeline or riser may be drastically reduced due to fatigue. In this work, the main characteristics of the phenomenon of the VIV formation are presented along with the major effects of the variation of the added mass on the VIV analysis. The main focus, however, is on the analysis by the frequency domain method, for which an algorithm is proposed to take into account the added mass to structures subject to uniform or triangular stream loading profile. Finally, to demonstrate the applicability of the presented implementations, they are employed to forecast the structural response of a vertical riser subject to VIV’s.
