Modelagem Numérica de Dutos Submarinos em Vãos Livres: Estudo da Influência de Bases Deformáveis e Condições de Contorno de Truncamento
Dutos Submarinos; Base Deformável; Vão Livre
Os dutos submarinos desempenham um papel fundamental para o escoamento de hidrocarbonetos na indústria de petróleo e gás em regiões offshore, sendo submetidos a carregamentos ambientais e operacionais que podem comprometer sua vida útil sob diversos aspectos. A vida útil à fadiga de um duto rígido submarino é significativamente influenciada por parâmetros estruturais e condições ambientais às quais eles estão expostos. Vários estudos tiveram como foco a modelagem deste problema utilizando o Método dos Elementos Finitos para determinar frequências e modos naturais de vibração. Os modelos consistem em seções de dutos, com alguns segmentos em vãos livres e outros apoiados em solos marinhos, que podem ser representados por superfícies de contato ou conjuntos de molas constituindo uma base deformável. Este trabalho tem como objetivo explorar diferentes possibilidades de formulações de bases elásticas e condições de contorno para a modelagem de dutos rígidos submarinos em vãos livres. Dois tipos de fundações elásticas são implementados com base em modelos simplificados, e, além disso, investiga-se a incorporação da solução de uma viga semi-infinita para representar um truncamento das extremidades do modelo. A análise considera diferentes comprimentos de elementos para quantificar a influência dessas variações nas frequências e modos de vibração naturais. Adicionalmente, são avaliados modelos com mais de um vão, com o objetivo de analisar a influência dos modos de vibração em função das distâncias que os separam. Portanto, este trabalho enfatiza a relevância de estudos paramétricos na modelagem de dutos submarinos, com especial destaque para a modelagem do solo por meio de molas e condições de contorno das extremidades do modelo.