A partir de Alfredo Gay Neto, Clóvis A. Martins, Paulo M. Pimenta,“Static analysis of offshore risers with a geometrically-exact 3D beam model subjected to unilateral contact”, Computational Mechanics (2013), doi:10.1007/s00466-013-0897-9.
- Frente ao código do autor
- 8 de 8 verificações aprovadas· ver as verificações
- Frente às figuras do artigo
- Não comparado: não tivemos acesso ao texto completo
Pesquisa, não uma ferramenta de projeto. Nada aqui é um resultado de engenharia.
Uma linha de 835 m apoiada no fundo é puxada pela extremidade livre e levantada 186 m. Veja onde ela se descola do solo e como a flexão atinge o máximo ali.
O modelo
Uma barra geometricamente exata: cada seção se move e gira livremente, e a energia depende do estiramento, do cisalhamento, da flexão e da torção medidos no sistema da própria seção. Elementos de três nós com dois pontos de Gauss. O fundo é um plano rígido que reage com uma mola de penalidade em cada nó, com atrito de Coulomb.
Lemos os arquivos de entrada do código de referência e resolvemos os mesmos três passos estáticos: peso próprio com contato, uma tração horizontal de 1 MN e um içamento de 186 m da extremidade livre. O cálculo é um crate novo em Rust, compilado para WASM nesta página. A tangente vem da derivada segunda da energia do elemento, então Newton converge quadraticamente.
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No fim do passo 3 comparamos o momento fletor e o esforço cortante dos 134 elementos com os valores guardados no guia de tutoriais do código de referência. O ponto de toque e a forma suspensa também são comparados com a catenária elástica. Um balanço de 1 m (tutorial 1) verifica a viga sozinha.
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Validação e fontes
Não comparamos as figuras do artigo porque não tivemos acesso ao texto completo. As referências são os resultados publicados com o GIRAFFE, o código do autor, uma solução exata independente para o balanço e a catenária analítica para o riser. A diferença é a maior sobre tudo o que foi comparado: os dez incrementos do balanço contra a figura, os 134 elementos do riser em momento e cortante, e toda a parte suspensa da linha.
| Grandeza | Referência | Stabileo | Diferença máx. | Tolerância |
|---|---|---|---|---|
| Balanço: ponta X, Z no final (m)GIRAFFE, figura 1-6 do seu guia | 0,8413, 0,4056 | 0,8414, 0,4056 | ✓ 0,000313 | 0,001 |
| Balanço, 5 elementos: ponta X, Z (m)Solução exata da barra, independente | 0,8416, 0,4055 | 0,8414, 0,4056 | ✓ 0,000165 | 0,001 |
| Balanço, 40 elementos: ponta X, Z (m)Solução exata da barra, independente | 0,8416, 0,4055 | 0,8416, 0,4055 | ✓ 0,0000000455 | 0,000001 |
| Riser: momento fletor máximo (N·m)GIRAFFE, resultados do tutorial 16 | −294,3244 | −294,3244 | ✓ 0,0149 | 0,1 |
| Riser: esforço cortante máximo (N)GIRAFFE, resultados do tutorial 16 | −91,9969 | −91,9962 | ✓ 0,0126 | 0,1 |
| Riser: ponto de toque (m ao longo da linha)GIRAFFE, resultados do tutorial 16 | 216,7279 | 216,7279 | ✓ 0,0000112 | 0,05 |
| Riser: ponto de toque (m ao longo da linha)Catenária elástica analítica | 216,4460 | 217,1910 | ✓ 0,745 | 3,14 |
| Riser: forma suspensa (m)Catenária elástica analítica | linha inteira | linha inteira | ✓ 0,000228 | 1,05 |
Apenas estática: sem correnteza, sem ondas nem arrasto, sem contato entre linhas. A concordância com o código de referência é numérica; não é um ensaio nem uma verificação de projeto.
Código de referência (BSD-3-Clause) · Arquivos de entrada
Citar isto
Stabileo Research, “Um riser levantado do fundo do mar”, reprodução de Alfredo Gay Neto, Clóvis A. Martins, Paulo M. Pimenta (2013), doi:10.1007/s00466-013-0897-9. Implementação: research/mechanics/gay-neto-2014 no commit cb671ed319d1. Motor: o motor do Stabileo no mesmo commit.