ANÁLISE NUMÉRICA DE RISERS UTILIZANDO UM MODELO DE CABO INEXTENSÍVEL

Abstract

Propõe-se um modelo simples e eficiente para a análise estática de risers com o objetivo de determinar a geometria e os esforços atuantes. O modelo proposto considera que o riser se comporta como um cabo inextensível, de rigidez axial infinita e rigidez à flexão aula, submetido a cargas estáticas verticais (peso e empuxo) e de corrente, além do movimento da unidade flutuante. As forças de corrente são calculadas utilizando as equações de Morison. As equações diferenciais que governam o comportamento do problema são obtidas considerando o equilíbrio de um segmento diferencial de riser. As condições de contorno do riser são prescritas em dois pontos diferentes (conexão e âncora), resultando em um Problema de Valor de Contorno (PVC). Este PVC é resolvido utilizando o Método do Tiro Shooting Method), no qual o Problema de Valor Inicial (PVI) associado é resolvido utilizando o Método de Runge-Kutta de 4º a ordem. O sistema de equações não lineares resultante é resolvido pelo Método de Newton-Raphson com busca linear, de maneira a garantir a convergência global do método. O modelo foi implementado computacionalmente e utilizado na análise risers em diversas configurações e excelentes resultados foram obtidos quando comparados com elementos finitos.