Análisis dinámico de estructuras mar adentro

Abstract

En una primera parte se describe una teoría genérica para la evaluación de la respuesta de estructuras mar adentro en aguas profundas sometidas a fuerzas de ola, tomando en consideración la irregularidad de las fuerzas de arrastre hidrodinámico y la interacción ola- estructura. Las fuerzas hidrodinámicas en la estructura son calculadas a través de la ecuación de Morison-0'Brien-Bret-Scheneider. El flujo característico en aguas profundas es descrito en la "Teoría de ola". El proceso de solución iterativo usado es mostrada para valores en la convergencia, y la respuesta del sistema en condiciones marinas irregulares como las definidas por el espectro altura de ola obtenido de la frecuencia dominante. Las respuestas estructurales estáticas usadas para estimar la probable distribución de valores extremos de1 desplazamiento, esfuerzo o alguna otra respuesta relacionada. A continuación, se pretende formular una plantilla para la estimación de cargas hidráulicas en estructuras mar adentro debido a olas y corrientes. En la cual se utiliza mayormente la fórmula conocida como ecuación de Morison, también se muestran los métodos de la teoría de difracción muy utilizada actualmente monolíticas de gran longitud. La ecuación de Morison es una fórmula empleada para estimar fuerzas hidráulicas en donde asume que se divide la fuerza de ola en dos componentes independientes, una en fase con la velocidad conocida como fuerza de arrastre y la otra en fase con la aceleración conocida como la fuerza de inercia. Esta fórmula estima la magnitud de estas fuerzas componentes por medio de dos parámetros conocidos como coeficientes de arrastre CD y el coeficiente de inercia CM; los valores de estos coeficientes son determinados en base a datos empíricos. También se analiza la influencia de la agresividad marina en las cargas. Otro criterio que se incluye, es la selección de la teoría de la ola cinemática de la partícula asociada, de los efectos en las cargas hidráulicas debido a la proximidad e inclinación del elemento estructural y el problema de la estimación de la fuerza de impacto. Se presenta el análisis de la teoría de difracción, la interpretación de sus resultados para cuerpos fijos y cuerpos en movimiento. Analizamos también, la aspereza o agitación marina, indicando los efectos sustanciales que puede tener sobre los coeficientes de arrastre en olas y corrientes. Describimos en otro capítulo la integración numérica directa de la ecuación de movimiento y esta es utilizada para evaluar la solución modal, como aplicación para el análisis y diseño de grandes estructuras mar adentro sometidas a cargas de olas. Se menciona dos soluciones: modo aceleración y superposición modal simple. También se hace un comentario sobre instrumentación en plataformas mar adentro.