Plataformas do tipo semi-submersível são recursos fundamentais não só para a exploração de óleo e gás offshore, mas também para o campo de turbinas eólicas flutuantes. Nos dois tipos de operação, as plataformas são ancoradas no fundo mar e é nesse momento, em que uma rigidez externa é adicionada ao sistema, que as forças das ondas de segunda ordem se tornam preocupantes. Parte dessas forças atuam em baixas frequências e são as responsáveis por induzir os movimentos de deriva lenta das plataformas em surge, sway e yaw. Programas baseados na teoria do potencial, são grandes aliados no cálculo das forças de baixa frequência e de deriva lenta de plataformas. Todavia, os resultados fornecidos por eles, talvez sejam menos precisos para plataformas semi-submersíveis, como é citado na literatura. Em geral, os trabalhos nesta área abrangem mares severos com declividade muito alta para os softwares de Boundary Element Method (BEM), a presente tese, no entanto, foca em mares mais comuns e dentro dos limites operacionais desse tipo de programa. Nas duas últimas décadas, pesquisadores notaram que o campo de elevações de onda de uma certa plataforma de 4 colunas e grande deslocamento não era bem capturado pelos programas de radiação/difração em algumas circunstâncias, no entanto, trabalhos posteriores não conseguiram se aprofundar no problema. Com o intuito de avaliar as forças e movimentos de deriva média e lenta providos pelos códigos potenciais, ensaios livres e cativos sob ondas regulares e bicromáticas com o modelo dessa plataforma foram realizados no Tanque de Provas Numérico da USP (TPN-USP). Os resultados mostraram que os programas subestimaram consideravelmente os movimentos de deriva lenta para uma específica faixa de períodos para ondas regulares e bicromáticas. Já para os demais períodos, os resultados foram considerados satisfatórios. Com uma detalhada investigação e com o auxílio da ferramenta de Dinâmica dos Fluidos Computacional (CFD) baseado no método de volumes finitos (FVM), foi possível concluir que a subestimação dessas forças são originadas principalmente das discrepâncias na estimativa das elevações da superfície-livre difratadas pelas colunas sob condições que possam envolver ondas near-trapping. Com o propósito de avaliar o quanto esses erros apresentados pelos códigos potenciais podem interferir na predição de movimentos de deriva lenta em casos mais realistas, ondas irregulares foram ensaiadas com a plataforma ancorada por catenárias. Para esses casos, uma variedade de mares foi replicada em código BEM e o programa conseguiu capturar bem as amplitudes dos movimentos de deriva lenta. Isso é uma indicativo que as discrepâncias aparecem de forma mais pronunciada em casos com ondas bicromáticas pois essas permitem o sistema atingir o regime estacionário em uma frequência isolada. Assim, pelo menos para a geometria da plataforma semi-submersível estudada, os efeitos dos erros que eram evidentes em ondas regulares e grupo de ondas, foram eventualmente mitigados em condições mais realistas.

Semi-submersible type platforms are important not only for oil and gas oshore exploration, but also for the oating oshore wind turbines eld. In both type of operations, the platforms are moored at the bottom of the ocean and, at the moment that external stiness is added to the system, the second-order wave forces become worrisome. Part of these forces act at low-frequencies and are responsible for inducing slow-drift motions in surge, sway and yaw. Softwares based on the potential theory are important allies to the low-frequency forces and slow-drift motions calculation. However, their results may be less accurate for semi-submersible vessels, as it is stated in the literature. In general, the works in this eld deal with seas that may be too high and steep for the Boundary Element Method (BEM) codes, but the present thesis, on the other hand, focuses on common seas within the operational limitations of the software. In the last two decades, researchers noticed that the wave elds of a certain four-column large displacement platform were not well captured by the radiation/diraction programs in some circumstances, but later works could not go further on this problem. Aiming at verifying the mean and slow-drift motions computed by the potential codes, free- oating and captive tests under regular and bichromatic waves with the scaled-model of one of such platforms were executed at the Numerical Oshore Tank of USP (TPN-USP). Results showed that BEM code considerably underestimated the slow-drift motions for a certain range of periods in regular and bichromatic waves, while for the other periods, the results were considered satisfactory. With a detailed investigation and with the aid of the Computational Fluid Dynamics (CFD) tool based on Finite Volume Method (FVM), it was possible to conclude that the underestimation of these forces are originated mainly from divergences in the prediction of the free-surface elevations diracted by the columns under conditions that might involve near-trapping of waves. Finally, with the purpose of evaluating how much these errors may interfere in the prediction of slow-drift motions in more realistic conditions, irregular waves were tested with the platform anchored by four catenary lines. For these cases, a variety of seas were replicated into the BEM code and at this time, the program managed to capture all the amplitudes of the slow-motions very well. This is an indication that the discrepancies only appear in cases with regular and bichromatic waves because they allow the system to reach steady-state at an isolated frequency. Therefore, at least for the semi-submersible geometry studied in this work, the eects of the errors that were evident under regular waves and wave groups, were eventually mitigated in more realistic conditions.