Estudo numérico da dinâmica de um conjunto de tubos ejetando fluido sob instabilidade paramétrica.

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Lourenço, Igor Mancilla
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Dinâmica das estruturas; Dinâmica não linear; Escoamento; Floquet Theory; Instabilidade paramétrica; Internal-flow-induced vibration; Non linear dynamics; Parametric instability; Teoria de Floquet; Vibrações
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-18052021-170511/

Os risers são estruturas comumente empregadas na engenharia oceânica e que têm como uma de suas funções o transporte de fluidos. Essas estruturas estão sujeitas, dentre outros esforços a solicitações decorrentes de excitação paramétrica e do escoamento interno. No caso em estudo, a excitação paramétrica ocorre quando o termo de rigidez da equação demovimento varia de maneira explícita com o tempo. No caso dos risers, essa variação está associada à modulação da força normal decorrente do movimento da plataforma no plano vertical. O foco da pesquisa aqui descrita é analisar um modelo simplificado de um riser formado por um conjunto de dois tubos rígidos conectados por molas rotacionais e que ejeta fluido a partir da extremidade livre. Por sua vez, a excitação paramétrica é obtida pela aplicação de movimentos verticais harmônicos ao suporte. O estudo do problema combinado foi conduzido por meio da Teoria de Floquet para o problema linearizado, possibilitando a determinação das regiões de estabilidade e instabilidade da solução trivial do sistema não autônomo. O problema combinado estudado a partir das equações não lineares foi analisado por meio de mapas de amplitude de respostas pós-crítica construídos numericamente. Dentre outros resultados, mostra-se que a variação da velocidade do escoamento interno, frequência e amplitude do movimento imposto interferem de forma significativa nos diagramas de instabilidade e nos mapas de amplitude pós-crítica, os quais apresentam significativa erosão no plano de parâmetros estudado.