Decaimento em jogo

    O estudo completo do comportamento dinâmico de navios tanques ancorados depende muito da precisão de obtenção das cargas hidrodinâmicas aplicadas sobre a estrutura.  Efeitos potenciais e viscosos em FSO/FPSO desempenham papeis igualmente importantes no escoamento agindo ao redor do casco do navio.  Além disso, movimentos de translação e rotação do casco têm que ser incorporados na análise para produzir uma representação realista do problema físico. A Figuras 1 e 2 mostram duas vistas de um FPSO.

Figura 1. Vista superior de um FPSO

Figura 2. Vista lateral de um FPSO

A Figura 3 ilustra a seção transversal de um casco de FPSO com um deslocamento angular inicial em jogo. O casco é permitido mover-se livremente num fluido inicialmente em repouso com três graus de liberdade, jogo, afundamento e deriva.  

Figura 3.  Seção transversal de casco de FPSO

    O método dos volumes finitos com malha não estruturada é utilizado para resolver as equações governantes na forma integral. A Figura 4 mostra uma malha computacional não estruturada com 13778 nós gerada ao redor da seção transversal de um casco de FPSO. Um stretching linear foi utilizado ao longo da direção radial para concentrar nós da malha computacional nas proximidades da superfície do corpo. A Figura 4a mostra a malha computacional ao redor do corpo enquanto a Figura 4b mostra detalhes da bolina. A Figura 5 mostra a série temporal do decaimento em jogo de um FPSO com bolina obtida numericamente e experimentalmente. Pode-se observar a boa concordância entre os dois resultados.

                                                                             (a)                                    (b)

Figura 4. Malha computacional no domínio físico

(a) ao redor do corpo (b) ao redor da bolina

Figura 5. Decaimento em jogo de FPSO com bolina, qmax=10º

O par de vórtices gerado em cada bolina fica próximo ao casco do navio, como mostrado na Animação 1. A proximidade dos vórtices ao casco é responsável pelo forte amortecimento em jogo. O campo de pressão induzido pelos vórtices opõe-se ao movimento do corpo aumentando o amortecimento em jogo do FPSO. A simulação numérica foi capaz de fornecer uma visão realista da física do fenômeno, capturando a formação de vórtices ao redor da bolina.

Animação 1. Campo de vorticidade ao

redor de FPSO em decaimento em jogo