Apresentação Sesam Visão Geral

SESAM – SuperElement Structural Analysis Module

Visão Geral

Outubro 2012

João Henrique Volpini Mattos Engenheiro Naval Regional Sales Manager - Maritime & Offshore Solutions (South America), DNV Software

© Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados.

DNV Software

DNV Software é uma das unidades da DNV, atuando como sua “softwarehouse” comercial, servindo mais de 3.500 usuários nas áreas marítimas, offshore de indústrias de processo.

DNV Software tem mais de 300 funcionários dedicados ao desenvolvimento, testes, suporte e comercialização de suas soluções.

DNV Software é estabelecida em 12 dos 300 escritórios da DNV : Oslo e, Stavanger (Noruega), Londres e Glasgow (UK), Houston, Shanghai e Beijing (China), Singapore, Pusan (Korea), Rio de Janeiro, Mumbai (India) e Dubai (UAE)

Mais de 50 anos de experiência no desenvolvimento de software de qualidade baseado no conhecimento e perícia da DNV.

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Presenter

Presentation Notes

A DNV foi uma das primeiras sociedade classificadoras que decidiram ter por base de suas notações de classe os resultados an´líticos ao invés de apenas empíricos (adquiridos pela experiência). Como consequência disto foi necessário investir em novas tecnologias, tarefas que a DNV realiza até hoje.


Como podemos ajudá-lo a mitigar os riscos ?

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Oferecendo ferramentas de software para identificar, avaliar e gerenciar os riscos, da concepção à desmobilização, nas áreas marítima, offshore e de

processos industriais.

Presenter

Presentation Notes

Nossa principal motivação é a de fornecer ferramentas de modo que os engenheiros possam projetar estruturas seguras e que suportem acidentes, através da verificação pelas regras, normas e códigos internacionais existentes ou outros critérios de segurança. Obviamente temos o foco na performance e custo, mas a meta glocal é o suporte a visão da DNV quando a segurança de vida, propriedade e meio ambiente.


Áreas de Atuação da DNV Software

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Synergi™

QHSE

Produtos e soluções para o projeto de embarcações e plataformas offshore, análise hidrodinâmica, avaliação

estrutural, análise de risco, gerenciamento do ciclo de vida, gerenciamento do processo de projeto e engenharia baseada

no conhecimento.

Nauticus™

Classificação Marítima e Offshore

Sesam™

Avaliação Estrutural

Safeti™

Risco & Confiabilidade

Gestão de Integridade

Presenter

Presentation Notes

QHSE = qualidade, saúde, seguramça e meio ambiente


Sesam – Uma História de Sucesso de 42 anos Um sistema completo e orientado ao mercado, para ava-

liação estrutural de navios e estruturas offshore.

Construído através de alianças estratégicas com organiza-ções chave e, P&D e fornecedores líderes de tecnologia.

Mais de 200 organizações globais utilizam o Sesam como sua ferramena preferencial para engenharia de estruturas offshore.

Sesam é utilizado para o projeto de plataformas fixas e flutuantes, de águas rasas a ultra-profundas em ambien-tes hostis.

Combina as melhores práticas de engenharia (processos de trabalho) com ferramentas para o projeto, análise estrutural e avaliação de integridade.

Sesam é utilizado para documentar a segurança da estru-tura, satisfazendo padrões de projeto, regulamentos esta-tutários e critérios de conforto, segurança e meio ambiente.

Suporta normas API/AISC (WSD & LRFD), Eurocode, ISO, Norsok, DS, CSR e DNV.

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Presenter

Presentation Notes

Sesam foi criado em 1969 para executar análise estrutural de grandes estruturas de navios. Desde então evoluiu tanto em recursos como em tecnologia. Embora tendo iniciado como um sistema de elementos finitos utiilzando a técnica de super-elementos, hoje em dia é baseado em um sistema conceitual de modelagem, integrado com avaliação hidrodinâmica e estrutural avançada. Começando como uma ferramenta de software interna da DNV, é atualmente o líder mundial do mercado naval e offshore.


Topsides - Análise estrutural - Colapso, queda de cargas,

incêndio

Jaquetas - Carregamento ambiental - Iteração com o leito marítimo - Loadout, estabilidade e upending - Colapso, colisão, incêndio - Análise estrutural

Surf (subsea, umbilicals, risers & flowlines) - Análise global acoplada ou não - Análise local

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FPSO e Navios - Caregamento hidrodinâmico

(pressões e acelerações) - Análise estrutural - Interfaceamento com as regras

Unidades Móveis Offshore - Caregamento hidrodinâmico

(pressões e acelerações) - Análise estrutural

Ancoragem - Posicionamento dinâmico - Análise de ancoragem

Sesam – Um Sistema para Todas as Necessidades


Da modelagem à fadiga estocástica - Topsides, jaquetas ou jackups

- Modelos de vigas ou modelos detalhados de casca

- Análise estrutural linear de tamanho ilimitado

- Análise hidrodinâmica e iteração estaqueamento/solo

- Code check de barras e juntas

- Code check de flambagem de painéis

- Análise de fadiga e terremoto

- Análise não linear de colapso e acidentes

Sesam para Estruturas Fixas (1)

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Presenter

Presentation Notes

Algumas das características únicas do Sesam que o diferencia dos competidores é a maneira pela qual focamos o projeto e reprojeto. Um dos maiores desafios na engenharia offshore é o de rapidamente estabelecer uma fundação para executar a estimativa de custo e gerar a documentação necessária para os regulamentos estatutários, Estes são simples exemplos de como podemos ajudar os engenheiros a documentar os critérios chave de projeto como deflexões nas vigas, cortantes e momentos fletores em um passo. Outros parâmetros podem também ser apresentados de modo 3D, como mostrado no code checking na parte inferior da figura à esquerda. A funcionalidade de reprojeto nos permite testar várias alterações no modelo, nos dando uma resposta imediata dos resultados do code checking.


Sesam para Estruturas Fixas (2)

Facilidade na inclusão de detalhes no modelo global

Facilidade na criação de modelos paramétricos

30º, D = 3m

45º, D = 1.5m

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Da modelagem à fadiga estocástica - Modelos de vigas e cascas. - Análise hidrostática incluindo verificação de estabilidade por

várias normas. - Análise hidrodinâmica (linear e não linear). - Análise estrutural linear de tamanho ilimitado. - Code check de flambagem de chapas e vigas. - Análise de fadiga de cascas e reforços. - Análise de ancoragem. - Operações marítimas. - Projeto inicial de FPSOs. - Análise da região de carga e análise direta.

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Sesam para Estruturas Flutuantes (1)


Tecnologia de ponta em hidrodinâmica - Domínio da frequência

- Domínio do tempo (linear & não-linear)

Sesam para Estruturas Flutuantes (2) Combinada com avaliação

estrutural - Deflexões, tensões, code checking,

fadiga

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Presenter

Presentation Notes

Sesam sempre foi conhecido por estar na frente na área de hidrodinâmica. Suportamos tanto o domínio da frequência como o do tempo, e ambas as opções incluem a utilização de modelos duais onde os elementos de painéis e Morison podem ser incluídas. Este último é muito significativo quando efeitos de arrasto são importantes. A figura da esquerda mostra uma distribuição típica de pressões em um modelo puramente de painéis quando de encontro à uma onda de 45º. A figura abaixo mostra a distribuição de pressões em um navio de lançamento de cabos onde o modelo inclue elementos de painéis e de Morison – as cargas são geradas em um domínio não linear utilizando uma onda irregular. Todas as cargas geradas pela análise hidrodinâmica são automaticamente transferidas para o modelo estrutural para a avaliação subsequente, com o propósito de avaliação de tensões, deflexões, code checking, ou fadiga. A análise é rápida e se você tiver um PC de 64 bits pode explorar um aumento de velocidade na ordem de 3x como regra geral. As figuras à direita mosram exemplos de tensões em uma junta tubular de uma FPSO entre o convés e o módulo (normalmente uma área crítica de fadiga) e a vida estimada de fadiga para o conves de uma TLP.


Sesam para SURF Suporte excelente para análises SURF

- Movimentos e tensões derivados de análise acoplada ou estados de mar regulares.

- Usados no projeto de risers e linhas de ancoragem (movimentos, tensões, code checking, fadiga).

- Análise VIV (vortex induced vibration). - Mais rápido que qualquer outra ferramenta

disponível no mercado.

Projeto rápido de umbilicais - Geração de desenhos de seções em

horas ao invés de semanas. - Documente o atendimento aos

requisitos da curva de capacidade em horas ao invés de dias.

- Controle os custos de projeto no início do processo.

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Presenter

Presentation Notes

Sesam é particularmente forte no suporte a Subsea, umbilicais, riser e flowlines. Risers e projeto de ancoragem podem ser feitos usando a análise acoplada, onde todos os fenômenos não-lineares são levados em conta, como o arrasto (amortecimento), massa adicional e grandes deflexões. Em águas profundas aparecem várias características altamente não-lineares que devem ser tratadas como tal. Também é possível fazer estes projetos de acordo com uma abordagem mais tradicional baseada em ondas regulares e na linearização de termos de arrasto. Em qualquer caso nossas ferramentas são muito mais rápidas do que qualquer outra disponível, Se houver necessidade para análise de vibração induzida por vórtices (VIV), isto pode ser coberto. O projeto de umbilicais reconhecidamente demora semanas, e precisamos ter oeradores de CAD treinados para gerar as seções transversais e calcular as propriedades de rigidez para uso na análise não linear. Com nossas novas ferramentas para análise de umbilicais o mesmo processo demanda apenas 1 a 2 dias e não requer que tenhamos um sistema CAD ou sejamos experts em sua utilização. Em outras palavras, podemos economizar, tanto devido a um aumento de performance como menor necessidade de especialistas.


Necessidades de Software para Avaliação Estrutural

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Topside GeniE, Xtract

Escantilhões principais Section Scantlings, 3D Beam

Risers, Umbilicais DeepC, Riflex, Simo, UmbiliCAD, Helica

Turret Análise local

GeniE, Submod

Hidrodinâmica HydroD, Wadam, Wasim, Postresp

Fadiga simplificada, espectral

Nauticus, Stofat

Ancoragem Mimosa, Digin

Casco Nauticus Hull, GeniE, Presel

Análise de Risco Neptune, Orbit (RBI)

Soluções testadas, aprovadas e em uso por centenas de empresas

Flambagem PULS

Estabilidade HydroD

Presenter

Presentation Notes

[Aguardar aparecer quadro “Soluções testadas e aprovadas...”] Mais de duas dezenas de softwares estão envolvidos nos pacotes DNV


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Interfaces: GeniE Projeto de estruturas compostas por vigas e chapas DeepC Análise de estruturas esbeltas flexíveis (risers, umbilicais, ancoragem) HydroD Análise hidrodinâmica de estruturas flutuantes

A Família Sesam : Principais Módulos


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Pré-Processadores

Patran-Pre

Submod

Presel

Genie

Presenter

Presentation Notes

GeniE é nosso modelador conceitual. Também funciona como pós-processador. Patran-Pre é uma versão do Patran da MSC feita para interfacear com o Sestra Presel é o montador de super-elementos. Submod o modelador de submodelos, trazendo as cargas e deformações calculadas no modelo global, para um submodelo mais detalhado.


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Cálculo de Carregamento Ambiental

HydroD & Wasim Installjac

HydroD & Wadam

Simo

Wajac

Presenter

Presentation Notes

HydroD é nossa interface gráfica para análise hidrostática e hidrodinâmica. Wadam para análise hidrodinâmica de estruturas offshore Wasim para análise hidrodinâmica de embarcações com velocidade não nula Simo para simulação de operações marítimas. Wajac para cálculo das forças hidrostáticas e hidrodinâmicas em estruturas fixas. Instaljac para instalação de jaquetas, análise de estabilidade e tensões


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Sestra Cargas

Ambientais

Pós-processadores

Pré-processadores

Genie & Splice

Riflex & Mimosa

Usfos

Solvers

Presenter

Presentation Notes

Sestra é nosso solver principal Usfos para análise não linear de colapsos Splice para análise estrutural não linear da iteração estaqueamento-solo Riflex para análise de risers Mimosa para análise de ancoragem


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Xtract

Framework

Platework

Modelo para análise de flambagem

stiffeners girder

Stofat

Contorno da utilização por fadiga

Pós-Processadores

Presenter

Presentation Notes

Framework para análise pelas normas Xtract para apresentação de resultados e animação Platwork para análise pelas normas Stofat para análise de fadiga


Um Só Modelo para Todas as Análises

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Peso de aço

Escantilhões das seções

FEA local Áreas e volumes Fadiga

Análise da região de carga

Analise Hidrodinâmica

Modelando a natureza conceitual de uma estrutura podemos derivar mais de um modelo a partir da

mesma base

Presenter

Presentation Notes

[Esperar aparecer a caixa Modelando...]


Um Completo Sistema Integrado

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O mesmo modelo conceitual é usado nas análises hidrostáticas, hidrodinâmicas e estruturais

Modelo Conceitual

-180 -160 -140 -120 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

-20

-18

-16

-14

-12

-10

-8-6

-4-2

02

46

8

GZ-Curve

Heel Angle [deg]

Dist

ance

[m]

GZ Z-Level Lowest Opening

Hidrostática

Modelo de Elementos Finitos

Modelo de Painéis Hidrodinâmica

Estrutural


8 elementos conceituais : • 7 vigas • 1 chapa

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Exemplo da Modelagem Conceitual Ajuste dinâmico do modelo e cargas dos equipamentos

Modelo conceitual Modelo de análise Topologia (conectividade)

7 elementos conceituais : • 6 vigas • 1 chapa

27 elementos de malha

33 elementos de malha

Presenter

Presentation Notes

[Explicar o que significam as figuras de cima] [Clicar para aparecer o modelo conceitual com a viga alterada]


Ferramenta para modelagem conceitual, geração das malhas, aplicação das cargas e apresentação dos resultados

– Criação facilitada do modelo FEA a partir do modelo Nauticus.

– Compartimentos gerados automaticamente pela estanqueidade das chapas.

– Geração do carregamento incluindo 1A1, ULS e FLS.

– Ferramentas poderosas de geração e controle da malha.

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GeniE (1)

Presenter

Presentation Notes

Importação e exportação para vários sistemas CAD/CAE (SAC, STRUTCAD3D, PDS, PDMS, ACIS SAT, DXF 2D, etc.) Modelagem integrada da estrutura, carregamentos, equipamentos e do ambiente. Facilidade de alteração das condições de carregamento (as cargas são aplicadas independentemente do modelo) Análise integrada, verificação pelas regras. Utilização de outros programas como serviços em background (Sestra, Wajac, Splice, Framework, Platework, Stofat, Xtract) e se comunica com HydroD.


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Importação de modelos (estrutura & carregamento) de outros sistemas - FEM (SESAM neutral format) - Sacs - StruCad3D - Ansys - Strudl - Nastran

Importação/exportação da estrutura de sistemas CAD - PDMS, PDS (sdnf) - SmartPlant Offshore - Intelliship - DXF (AutoCAD, etc.) - STEP - SAT (AutoCAD, Rhinoceros, etc.)

GeniE (2)


Pré-processador de uso geral para geração da malha de elementos finitos.

Poderoso conjunto de ferramentas geométricas, além da importação de sistemas CAD. Cargas aplicáveis ao modelo geométrico ou na

malha. Elementos de barra, casca ou sólidos. Importação/exportação de dados do Abaqus.

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Patran-Pre

Presenter

Presentation Notes

Patran-Pré é similar ao MSC Patran, contendo todos os recursos de modelagem do MSC Patran mas customizado para integração com os módulos do Sesam (em gravação e leitura). Foi muito utilizado nas famílias de pacotes da DNVS até junho/2009, quando foi liberada a versão 5.0 do GeniE. Permite materiais isotrópicos, ortotrópicos (um dos planos de simetria é um plano de isotropia), anisotrópicos (depende da direção das fibras) e compostos. Comparação GeniE x Patran-Pre No Patran-Pre é um pouco mais fácil gerar a malha e com mais opções. No GeniE também é criada uma malha de qualidade, pois existem mecanismos controlados pelo usuário para tal, mas não tantos como no Patran-Pre. GeniE suporta a definição de compartimentos, Patran-Pre não. GeniE não suporta volumes (elementos sólidos), enquanto Patran-Pre sim. Podemos fazer uma mistura de modelos feitos no GeniE e Patran-Pre com o Presel.


Utilizando a técnica de superelementos podemos reduzir em muito o tempo de cálculo e espaço em disco, ao mesmo tempo em que aumentamos a precisão da solução das matrizes. Com Presel podemos montar elementos (geometria e carregamento) criados no GeniE e/ou Patran-Pre para formar o modelo completo, sem termos que uni-los fisicamente em um único arquivo.

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Presel

Presenter

Presentation Notes

Benefícios A repetição de superelementos para partes idênticas poupa espaço em disco e tempo de processamento. Superelementos permitem verificação intermediária, aumentando a confiabilidade e reduzindo as consequencias de erros de modelagem. Superelementos permitem o trabalho em paralelo na modelagem, verificação do modelo e processamento de resultados. Não há restrição no número de superelementos, no número de repetições, no número de níveis de superelementos e no número de carregamentos.


Análise de detalhes ou partes de um modelo global, extraindo os desloca-mentos de uma análise global e os aplicando como deslocamentos forçados em um sub-modelo mais detalhado (muito usado em análise de fadiga).

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Modelo para análise global Malha 3 m

Sub-modelo para análise local Malha 0.5 m

Submod

Presenter

Presentation Notes

Em muitos casos a análise global prove informação insuficiente de tensões em regiões localizadas. Submodelamento é uma técnica para realizar análises refinadas de um detalhe baseada nos resultados da análise global (o modelo e os resultados da análise global devem estar disponíveis. As malhas do modelo global e do submodelo podem ser completamente diferentes, até mesmo utilizando tipos de elementos diferentes.


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Solver de uso geral para análise linear de estruturas por elementos finitos utilizando os modelos criados no GeniE, Patran-Pre ou Presel.

Sestra

Análise estática

Direta Super-elementos

Análise quase-estática Cargas complexas

Direta Super-elementos

Análise dinâmica

Métodos de redução

Vibração livre

Resposta forçada Domínio do tempo/frequência

Análise estática e dinâmica.

Análise de super-elementos.

Vibração livre/forçada.

Flambagem linear.

Análise axi-simétrica.

Sestra

Presenter

Presentation Notes

Extensivamente testado na indústria offshore e marítima por mais de 30 anos. Versão de 64 bits disponível. Análises podem ser interrompidas e reiniciadas. Recursos para particionamento dos arquivos em vários discos e processamento de superelementos em paralelo em vários computadores de uma rede. Exportação/importação de matrizes de rigidez, massa, amortecimento, cargas e deslocamentos. Superelementos selecionados podem contribuir apenas com cargas e massas (elementos não estruturais) Materiais isotrópicos, anisotrópicos e ortotrópicos


Pós-processador iterativo para verificação por normas, análise de fadiga e terremoto em mo-delos de vigas e juntas tubulares. Normas :

- API RP2A WSD 2002 e 2005 - API RP2A LRFD 2003 - AISC LRFD 2005 e 2010 - AISC ASD 2005 e 2010 - Danish Std. DS412 e DS449 de 1983 - Norsok N-004 de 2004 - Eurocode 2005 - ISO 19902 de 2007 Verificação de estabilidade, colapso hidrostático,

transições cônicas de acordo com os padrões utilizados na indústria offshore. Avaliação de fadiga – determinística ou estocástica. Avaria por fadiga devido à rajadas de vento. Análise do espectro de resposta a terremotos.

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Framework (GeniE extensão CCBM)

Presenter

Presentation Notes

API WSD 2005 : American Petroleum Institute – Planning Designing and Constructing Fixed Offshore Platforms – Working Stress Design API WRFD 2003 : American Petroleum Institute – Planning Designing and Constructing Fixed Offshore Platforms – Load and Resistance Factor Design AISC 2005 : American Institute of Steel Construction – Specifications for Structural Steel Buildings ISO 19902 : International Standards Organization – Fixed Steel Offshore Structures NORSOK : Normas norueguesas para a área de petróleo e gás EUROCODE : Normas européias para projeto de estruturas DS : Normas dinamarquesasp para turbinas eólicas offshore


Pós-processador iterativo para projeto de painéis de aço reforçados e verificação pelas normas. API, DNV, NPD para deformação e flamba-

gem no painel e reforços.

API para flambagem uniaxial e ortogonal em painéis reforçados.

As cargas podem ser imputadas manual-mente ou combinadas com extração auto-mática de resultados do FEA.

Espessura e material do painel podem ser alterados.

Idealização para painéis não retangulares.

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capacity model

stiffeners girder

Examplo de apresentação de resultados

over-utilised

Platework (GeniE extensão CCPL)


Pós-processador iterativo para integração e apresentação das forças e distri-buição de tensões em seções definidas pelo usuário em modelos de elemen-tos finitos.

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Apresentação dos diagramas de tensões (cascas e membranas) e forças (vigas e treliças) sobrepostas à geometria da seção.

Integra as tensões e forças sobre a seção, produzindo as forças axiais e cortantes totais, além dos momentos fletores e torsionais para a seção.

Cutres

Presenter

Presentation Notes

Integrado ao arquivo de resultados do Sestra Pode operar com grande número de análises de superelementos com os mesmos organizados em hierarquias Permite a seleção de quaisquer seções independentemente de superelementos ou fronteiras dos elementos básicos.


Pós-processador para análise estocástica e iterativa de fadiga em chapas e cascas soldadas.

Plotagem do fator de utilização por fadiga

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Avaliação da fadiga através de verificação dos pontos críticos (hot-spots).

Cálculo da avaria por fadiga baseado em curvas SN (API, DNV, NO, NS) e avaria parcial acumulada ponderada pelos estados de mar e direções de onda.

Correção de espessura e fatores de concentração de tensões.

Resultados no formato de fatores de utilização da fadiga.

Stofat

Presenter

Presentation Notes

Verifica se a estrutura é propensa a sofrer uma falha devido à ação de carregamento repetitivo de ondas. As cargas devem ser computadas na análise hidrodinâmica utilizando uma abordagem no domínio de frequência.


Pós-processador para visualização aperfeiçoada do modelo, resultados e criação de animações.

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Poderosa interface gráfica, nos permi-tindo apresentar a geometria completa ou partes selecionadas, eixos locais, vistas deformadas e de vários ângulos.

Extensiva apresentação dos resultados, deslocamentos, forças, tensões, plota-gens de contorno, valores numéricos e vetores.

Varredura do modelo em busca das maiores tensões de Von Mises.

Identificação das combinações críticas de carregamento.

Animação dos deslocamentos e modos de vibração.

Xtract

Presenter

Presentation Notes

Apesar do GeniE nos oferecer a visualização do modelo e resultados, com o Xtract temos muito mais controle sobre os mesmos.


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Onda determinística, carregamento devido à correnteza e flutuação. Domínio do tempo.

Cálculo das funções de transferência do carregamento de ondas no domínio da frequência.

Simulação de estado de mar estocástico de curto prazo, domínio do tempo.

Cálculo de carregamento de ondas de acordo com API RP2A Geração de carregamento de vento – estático ou rajadas

Cálculo das forças ambientais em estruturas fixas.

- Análise espectral de fadiga - Cálculo das funções de transferência - Domínio da frequência – análise quase-estática ou dinâmica

- Análise dinâmica no domínio do tempo

- Análise estrutural estática - Análise de fadiga determinística

- Cálculo de massa adicional - Análise de auto-valores - Cálculo de carga de vento estática

- Onda centenária - Code-checking

Recursos do Wajac em combinação com análise estrutural no Sestra e análise de fadiga e code-checking no Framework

Wajac

Presenter

Presentation Notes

Utiliza equação de Morison


Ferramenta para análise não linear da iteração estaqueamento-solo.

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Os deslocamentos são resolvidos nos pontos da interface estacas-estrutura para uma estrutura elástica linear modelada com estacas de fundações não-lineares.

GeniE Modelagem da jaqueta

Splice Modelagem do solo e

estaqueamento e análise não linear da interação

estaca/solo

Presel Combinação dos

modelos e cargas do GeniE e Splice

Sestra Análise da jaqueta

combinada com o solo e carregamento

Framework Code-checking dos

resultados

Splice

Presenter

Presentation Notes

Material do solo arenoso ou arguiloso. Várias camadas. Curvas P-Y (comportamento lateral), T-Z (axial, atrito lateral) e Q-Z (resistência de ponta) padrões ou definidas pelo usuário.


Ferramenta analítica não linear para predição de colapso progressivo e resposta a cargas acidentais em estruturas reticuladas.

Aplicações - Análise de colapso. - Cargas acidentais. - Colisão. - Fogo e explosão. - Reanálise.

Características - Flambagem e comportamento pós-flambagem. - Flexibilidade das juntas e capacidade máxima. - Fratura. - Efeitos de temperatura. Carga de incêndio. - Avaria e deformação local devido ao impacto

de embarcações. - Cargas ambientais e funcionais. - Queda de pesos (massa e velocidade ou energia). - Explosão (pulso de energia e formato).

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Usfos

Presenter

Presentation Notes

O modelo vem do GeniE.


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Lançamento por barcaça (loadout).

Os modelos da jaqueta e barcaça são importados do GeniE.

Estabilidade em flutuação.

Verticalização (up-ending) utilizando guindastes, guinchos ou alagamento de membros.

Geração das deformações, forças e tensões nos membros durante o lançamento para análise estrutural.

Análise de operações com jaquetas.

Installjac

Presenter

Presentation Notes

O programa executa uma simulação no domínio do tempo para o loadout de jaquetas. Suas características principais são : Utilização da equação de Morison para cálculo das forças hidrodinâmicas. A trajetória 3D é calculada para a jaqueta e a barcaça. São produzidos relatórios sobre cargas de arrasto, inércia, slam e flutuação sobre a jaqueta e a barcaça. Distribuições de forças detalhadas sobre a jaqueta em instantes de tempo selecionados podem ser transferidos para análise estrutural subsequente. Estabilidade da jaqueta em todas as posições. Afundamento livre ou controlado dos membros. Cargas de guindaste Lançamento e verticalização podem ser animados no Xtract.


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Modelagem do ambiente e preparação dos dados para análise hidrostática e hidrodinâmica. Criação dos modelos de painéis e de mas-

sa (importados dos modelos de EF criados no GeniE).

Facilitadores para a entrada de dados mais complexos (ex.: amortecimento do balanço e modelos de casco duplo, modelos de Morrison, modelos de painéis, etc.).

Várias verificações de dados.

Auto-equilíbrio e cálculo das características hidrostáticas.

Front-end para Wadam (domínio da fre-quência) e Wasim (domínio do tempo).

Apresentação gráfica e tabular dos resul-tados.

HydroD (1)

Presenter

Presentation Notes

Front-end para ao Wadam, Wasim, STAB, Postresp, Xtract-Animation


Análise de equilíbrio e estabilidade transversal feita por cálculo direto.

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Estabilidade intacta e em avaria

Conteúdo dos tanques definidos como porcentagem de enchimento ou totalmende alagados. Auto-balancea-mento de tanques. Efeitos de superfície livre.

Relatórios de estabilidade : curva GZ, momentos, distância das aberturas à água, enchimento dos tanques, condi-ções de flutuação, etc.

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HydroD (2)

Presenter

Presentation Notes

Utiliza o modelo de painéis. Selecione a verificação hidrostática Influência do vento pode ser adicionada, através do seu perfil ou momento de emborcamento. Várias análises de estabilidade podem ser calculadas simultâneamente. Relatórios exportáveis para Excel, Word ou HTML. Escolha entre os códigos de estabilidade para navios ou para estruturas offshore (IMO geral, MARPOL intacta e avaria, IGC avaria, IBA avaria, NMD intacta e avaria, IMO MODU intacta e avaria, ABS MODU intacta e avaria, ou regras definidas pelo usuário).


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- Teoria 3D radiação-difração no modelo de painéis e equação de Morison no modelo de viga.

- O modelo dual permite que ambos os métodos sejam utilizados simultaneamente.

- Teoria de ondas de Airy. - Eeitos de segunda ordem . - Interação hidrodinâmica entre vários corpos independentes (15).

Resultados - Funções de transferência complexas ou como resultados deter-

minísticos para fases específicas da onda. - Respostas globais incluindo movimentos de corpo rígido, forças

seccionais e momentos. - Pressões e acelerações. - As cargas (pressões e acelerações do corpo rígido) são automa-

ticamente utilizadas pela análise estrutural subsequente.

Análise hidrodinâmica da iteração entre as ondas e a estrutura para corpos flutuantes estacionários.

Wadam (Wave Analysis by Diffraction and Morison Theory)


Análise hidrodinâmica de embarcações com velocidade não nula.

Teoria de radiação-refração 3D por Rankine e Morison.

Solução no domínio do tempo com transferência para o domínio da frequência.

Velocidade de avanço ilimitada (sem planagem).

Análise linear e não linear, com ondas de Stokes de 5ª ordem.

Formas arbitrárias de casco.

Água no convés. Elevação da onda. Sloshing.

Formulação de pressão de impacto.

Estado de mar irregular, regular ou calmo.

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Wasim

Presenter

Presentation Notes

Efeitos incluidos na análise não linear : Pressão hidrostática e Froude-Krylov na superfície molhada exata. Tratamento exato da inércia e gravidade. Termos quadráticos na equação de Bernoulli. Amortecimento quadrático do balanço.


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Pós-processamento estatístico dos resultados hidrodinâmicos No domínio da frequência

– Funções de transferência – Estatísticas de curto e longo prazo – Espectro de ondas : Pierson-Moskovitsz , Jonswap, ISSC,

Torsethaugen, Ochi-Hubble – Distribuições : Rayleigh, Rice, Weibull – Ondas longas ou cristas curtas – Fadiga espectral – Slamming

No domínio do tempo – Apresentação dos resultados em séries temporais – Transformações FFT – Valores extremos, ajuste por Weibull – Contagem de Rain-flow – Avaria por fadiga

Postresp

Presenter

Presentation Notes

O algorítmo rainflow-counting é usado na análise de dados de fadiga de modo a reduzir o espectro de tensões variáveis em um simples conjunto de tensões oscilatórias. Sua importância é que ele permite a aplicação da regra de Mines de modo a avaliar a vida de fadiga de uma estrutura sujeita a carregamento complexo.


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Análise dos movimentos de embarcações ancoradas e das tensões na amarração no domínio da frequência. Integrado à família Sesam para importação das funções de

transferência e coeficientes de arrasto

Mimosa engloba : - Forças ambientais estáticas e dinâmicas devido a ondas, vento e

corrente. - Movimentos induzidos pelas ondas. - Movimentos de deriva lenta. - Análise de sistemas de ancoragem estáticos e dinâmicos. - Movimentos transientes após ruptura da linha. - Posicionamento dinâmico com impelidores. - Análise de estabilidade de embarcações com turrets. - Estatísticas não-Gaussianas. - Simulações de longo prazo.

Desenvolvido e mantido pela Marintek. Comercializado pela DNV. Mimosa

Presenter

Presentation Notes

Mimosa faz todos os cálculos requeridos pelo Norwegian Maritime Directorate (NMD) e pelo American Petroleum Institute (API) para aprovação de sistemas de posicionamento. Os resultados computados pelo Mimosa são : Forças ambientais devido a vento, corrente e ondas Posição de equilíbrio no qual a ancoragem e força dos impelidores balanceiam os componentes estáticos das forças ambienteis. Desvio padrão, período de oscilação, valor significativo e valor máximo) para o movimento em qualquer pondo da embarcação para os 6 graus de liberdade, tensão estática na ancoragem para qualquer posição e aproamento, tensões dinâmicas para o movimento de ondas e deriva. Forças estáticas e dinâmicas para os impelidores sob controle de posicionamento dinâmico. Distribuição ótima de tensões baseada na tensão máxima do sistema de ancoragem ou na minimização por mínimos quadrados incluindo os impelidores Comprimento de cabo requerido para movimentar a embarcação para uma nova posição ou obter uma distribuição de tensões ótima. Estabilidade da embarcação em ancoragem SPM (single point mooring) ou amarração por turret. Movimento transiente após ruptura de uma linha ou falha em um impelidor em termos de movimento e tensão, excursão máxima de qualquer ponto da embarcação e tensão máxima da ancoragem. Também inclue deriva livre (blackout do DP)


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Modelagem de estruturas esbeltas e dos dados ambientais para uso em análise acoplada ou não-acoplada.

Provê recursos de modelagem, análise e pós-processamento estatístico e de fadiga.

Os coeficientes hidrodinâmicos vem do Wadam.

Gera inicialmente uma solução estática.

Análises no domínio do tempo sem acopla-mento (usando somente o Riflex) ou com acoplamento (usando o Riflex e Simo).

Pós-processamento estatístico dos resulta-dos. - Análise de fadiga de risers e linhas de ancoragem. - Verificação de risers metálicos pelas normas.

DeepC

Presenter

Presentation Notes

As características da embarcação pode vir do HydroD. Plotagens XY para apresentação de séries temporais, resposta, espectro, envelopes, etc., com exportação para o MS Excel. Apresentação gráfica e relatório estatístico da vida útil por fadiga. Animação de movimentos típicos e forças na ancoragem e risers (com Xtract). Suporte à unidades na modelagem e na apresentação de resultados. Pós-processamento interno de respostas de séries temporais como forças e deslocamentos: Filtros passa-alta/passa-baixa Espectro de resposta Envelopes Cálculo de parâmetros estatísticos chave Verificação da capacidade dos risers de acordo com DNV OS F201 Tensões de Von Mises (API RP) ISO 13628-7


Simulação de operações marítimas (comportamento de estruturas flutuantes e cargas suspensas) no domínio do tempo.

Características : - Modelação flexível de sistemas multi-corpos. - Simulação não-linear no domínio do tempo. - Carregamento de ambiente (vento, ondas, corrente). - Forças de ancoragem e de posicionamento. - Posicionamento dinâmico. - Forças de acoplamento (guindastes, defensas, etc.). - Dinâmica da zona de splash.

Aplicações : - Operações de offloading. - Deck mating, remoção/instalação de módulos. - Operações com guindastes. - Instalação de TLPs.

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Simo Desenvolvido e mantido pela Marintek. Comercializado pela DNV.

Presenter

Presentation Notes

Cálculo do movimento de qualquer número de corpos : integração das equações do movimento para cada corpo separadamente´. Cada corpo pode ter 3 ou 6 graus de liberdade. Movimentos extremos e forças nas linhas de ancoragem de semisubs e FPSOs : Forças de arrasto viscoso, forças de difração de segunda ordem. A animação mostra exemplo de um módulo sendo içado sem um estado de mar bastante alto. As cargas e o movimento errático do objeto são são apresentadas.


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Software de análise não linear de elementos finitos para análise estática e dinâmica de estruturas marítimas esbeltas (risers, linhas de ancoragem, tendões de TLP) O modelo é desenvolvido no DeepC.

Aplicações em sistemas simples ou combinações consistindo de risers flexíveis, tensionados pelo topo, catenárias metálicas, linhas de ancoragem, tendões de TLP, umbilicais, linhas de reboque, mangueiras de transferência, lançamento de pipelines, etc.

Ambiente com ondas regulares ou irregulares.

Perfil de correnteza arbitrário.

Análise de VIV.

Desenvolvido e mantido pela Marintek. Comercializado pela DNV. Riflex

Presenter

Presentation Notes

Recursos principais : Ambiente Ondas regulares e irregulares. Vários espectros ou entreada direta de séries temporais. Perfis de corrente arbritários, constantes ou variáveis com o tempo. Carregamento Carregamento hidrodinâmico descrito pela equação generalizada de Morison (força de inércia em fase com a aceleração local do escoamento e força de arrasto proporcional ao quadrado da velocidade instantânea do escoamento), Carregamento no sistema causado por movimentos de uma ou mais embarcações. Movimentos das embarcações baseadas em funções de transferência do movimento ou entrada direta de séries temporais. Contato com o leiro do mar. Modelo especial para membros estruturais parcialmente submersos (mangueiras flutuantes)


Vivana Ferramenta para o cálculo de vibrações induzidas por vórtices (VIV) em estruturas marítimas esbeltas.

Extensão do Riflex.

Modelo hidrodinâmco baseado em coeficientes empíricos, modelo estrutural baseada em formulação tridimensional de elementos finitos não linear.

Distribuição arbitrária de tensões, massas, rigidez, flutuação e diâmetro.

Tratamento da resposta mono ou multi-frequencial.

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UmbiliCAD Ferramenta de projeto da seção transversal de umbilicais. Auxilia na geração dos desenhos e curvas de capacidade. Projetos elaborados em horas ao invés de dias. Elimina a necessidade de software de CAD complementar.

0

100

200

300

400

500

600

-0.0004 -0.0003 -0.0002 -0.0001 0 0.0001 0.0002 0.0003 0.0004

Tot

al h

elix

stre

ss

Curvature

Helix position : 270.0000

Capacity Curve

0.0100200300400500600700800900

100011001200

0.0 0.04 0.08 0.12 0.16 0.2 0.24 0.28Curvature [1/m]

Tens

ion

[kN

]

100% Utilisation80% Utilisation

Desenvolvido e mantido pela UltraDeep. Comercializado pela DNV.


OS-F101 Code Compliance Software de verificação de code-check de acordo com a norma DNV-OS-F101 “Submarine Pipeline Systems”. Interface Excel. Verificação de conformidade para :

– Explosão devido à pressão excessiva nas condições de operação e teste.

– Colapso para o pipeline vazio. – Propagação da flambagem para o pipeline vazio. – Carregamento controlado por interação das cargas

(momento, força axial e sobrepressão interna/externa) – Deslocamento controlado por interação das cargas (tensão axial e sobrepressão

interna/externa).

O programa calcula : – A espessura mínima da parede para as condições dadas. – A utilização baseada em uma espessura da parede fornecida pelo usuário.

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Presenter

Presentation Notes

É aconselhável uma abordagem de avaliação três níveis : Critério simplificado de comprimento máximo para fins de calibração Critério de fadiga usando parâmetros reais de span com estimativas simplificadas de frequências e modos de vibração. Critério de fadiga com respostas de uma análise de autovalores feita por elementos finitos.


FatFree Software de análise do vão livre de pipelines de acordo com DNV-RP-F105 “Free Spanning Pipelines”. Interface Excel. Análise de ULS e FLS devido ao VIV

(alinhado e cruzado) criado pela correnteza e carregamento de ondas. Cálculo das tensões de pico de Von Mises. Análise de sensibilidade para altura do vão,

trenches, comprimento do vão. Curvas SN da DNV-RP-C203.

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Presenter

Presentation Notes

É aconselhável uma abordagem de avaliação três níveis : Critério simplificado de comprimento máximo para fins de calibração Critério de fadiga usando parâmetros reais de span com estimativas simplificadas de frequências e modos de vibração. Critério de fadiga com respostas de uma análise de autovalores feita por elementos finitos.


StableLines Software de análise de estabilidade de pipelines sujeitos aos efeitos de onda e correnteza, baseado nos princípios da DNV-RP-F109 “On-Bottom Stability Design of Submarine Pipelines”.

Interface Excel.

Variação de qualquer parâmetro.

Análises múltiplas em uma única execução.

Três métodos de estabilidade lateral : – Estabilidade absoluta (nenhum movimento do pipeline). – Estabilidade generalizada com deslocamento de 0,5 OD. – Estabilidade generalizada com deslocamento de 10 OD.

Geração de relatórios.

Análise de sensibilidade apresentada graficamente.

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Pipeline Engineering Tools PET é um software de análise de projeto preliminar de pipelines, cobrindo diferentes aspectos do projeto. Interface Excel. Verificação da norma DNV-OS-F101. Cálculo da masse e volume. Expansão das extremidades durante a operação

e testes. Flambagem. Estabilidade Fadiga Restrições e características do carretel. Tensões, curvatura e momento, distância do ponto de contato à unidade, cálculo da

catenária, etc., para instalações em J-Lay e S-Lay. Proteção catódica.

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SuSi – Survey Simulator

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Nomenclatura de equipamentos e partes estruturais de acordo com IACS.

Simulação de vistoria passo a passo, essencial no treinamento de pessoal, ensinando-lhes “onde procurar” durante as vistorias reais.

Conjunto de ferramentas utilizadas na vida real, relevante para ensinar ao pessoal a como documentar e reportar resultados de vistorias.

Exemplos de fotos, documentos, manuais e gabaritos de relatórios.

Vários tipos de embarcações disponíveis para a vistoria virtual, com áreas e espaços específicos para cada um dos tipos (porões de carga, tanques, conveses, praça de máquinas, etc.)


Alguns Usuários Sesam

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João Henrique Volpini Mattos Engenheiro Naval DNV Software - Maritime & Offshore Solutions Regional Sales Manager – South America [email protected] +55 21 3722 7337 +55 21 8132 8927

Salvaguardando a vida, a propriedade e o meio ambiente

Dúvidas

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Apresentação Sesam Visão Geral