Na indústria de exploração de petróleo em alto mar, estruturas esbeltas, denominadas "risers", são empregadas para transportar hidrocarbonetos do leito do mar para as plataformas na superfície. Para a análise do comportamento dos "risers", é desenvolvido um código computacional permitindo o acoplamento entre a parte estrutural e a parte hidrodinâmica do escoamento ao redor da estrutura. A parte estrutural é implementada baseando-se no Método dos Elementos Finitos através da formulação fraca de Galerkin. As freqüências naturais dos diferentes modos de vibrar, as matrizes de massa, de rigidez estrutural e de amortecimento são determinadas. O Método dos Vórtices Discretos, na sua formulação bidimensional, é utilizado para representar a parte hidrodinâmica do problema. O escoamento é modelado por um esquema Lagrangiano. A técnica do crescimento do núcleo do vórtice é empregada para representar a difusão viscosa. O código desenvolvido é validado para os seguintes casos: escoamento ao redor de um cilindro fixo, ao redor de um cilindro livre para oscilar na direção transversal ao escoamento incidente e ao redor de dois cilindros fixos alinhados. O acoplamento hidro-elástico permite a análise do comportamento dos "risers" com características quase tridimensionais e o estudo de agrupamentos destes elementos. Finalmente, são apresentados os resultados das simulações numéricas para escoamento ao redor de um cilindro engastado em uma extremidade e livre na outra e para os casos do "riser" solitário sujeito à corrente uniforme e sujeito à corrente variável ao longo do seu comprimento. Para o caso de dois "risers", analisa-se estruturas alinhadas em relação ao escoamento incidente e são apresentados os resultados para espaçamento inicial entre dois e nove diâmetros. ) O objetivo das simulações é a verificação da ocorrência de possíveis colisões entre as estruturas. Todas as simulações mencionadas são realizadas com elevados números de Reynolds.

In the offshore industry slender structures, called risers, are employed to convey hydrocarbonates from seabed to platforms at sea surface. In order to analyze the behavior of risers, a computational code is developed that allows the coupling between the structural solution and the hydrodynamic contribution of the flow. The structural part is implemented by the Finite Element Method (FEM) through a Weak Formulation of Galerkin´s Method. The natural frequencies of all different vibration modes, the mass, the stiffness and damping matrices are determined. The Discrete Vortex Method (DVM), in its two-dimensional formulation, is employed to represent the hydrodynamic part of the problem. The flow is modeled by a Lagrangian scheme. The technique of growing core size is employed to represent the viscous diffusion. The developed code is validated for the following cases: flow around a fixed cylinder, around a cylinder free to oscillated in the transversal direction to the incoming flow and between two cylinders in tandem arrangements. The hydroelastic coupling allows us to analyze the behavior of risers in a quasi three-dimensional way to investigate the interference phenomenon. Finally, some results are presented for numerical simulations of the flow around a cantilever cylinder and for the cases of a single riser subjected to a uniform stream and shear flow. For the case of two risers, a tandem arrangement is analyzed and the results for an initial gap betweentwo and nine diameters are presented. The goal of these simulations is to check the possibility of clash occurrence. All mentioned calculations are carried out at high Reynolds numbers.