cálculo estático da potência preliminar de sistemas de posicionamento dinâmico mediante...
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Cálculo Estático da Potência Preliminar de Sistemas de Posicionamento Dinâmico mediante Multiplicadores de
Lagrange
César Augusto Salhua Moreno *[email protected]
João Rafael de Braz Coutinho Farias *[email protected]
Flavio Souza de Moraes *[email protected]
Resumo
O projeto de um sistema de posicionamento dinâmico requer o conhecimento das forças e momentos produzidos pelas ondas, vento e correnteza sobre a estrutura flutuante em cada instante de tempo, de forma que os propulsores deste sistema consigam compensá-los. Porém, esta tarefa requer uma simulação acoplada de forças e momentos ambientais com o empuxo dos propulsores governados por um sistema de controle. Sendo esta simulação não muito factível de ser realizada no início do projeto destes sistemas, porque nesta fase muitos requerimentos técnicos podem mudar.Portanto, uma estimativa preliminar da potência necessária num sistema de posicionamento dinâmico pode-se começar considerando as forças e momentos ambientais como sendo de natureza estática. Assim, as forças e momentos de onda são avaliados considerando as forças e momentos de deriva média calculados na estrutura flutuante utilizando as Funções de Transferência Quadrática (QTF), obtidas num software comercial. As forças produzidas pelo vento e correnteza são calculadas utilizando coeficientes de arrasto e os efeitos dinâmicos são incluídos considerando uma margem de segurança de 20%, segundo a norma API 2SK.Devido ao fato que nos sistemas de posicionamento dinâmico existam mais propulsores do que equações de equilíbrio estático disponíveis. A potência e empuxo dos propulsores são determinados mediante um processo de otimização utilizando o método dos Multiplicadores de Lagrange, sendo a função a ser otimizada o somatório dos quadrados dos empuxos de todos os propulsores e as restrições são as equações de equilíbrio estático das forças e do momento no plano horizontal xy.
*Área de Engenharia Naval e Oceânica / Departamento de Engenharia Mecânica / Universidade Federal de Pernambuco – UFPE