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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.1984.tde-24102022-081942
Document
Author
Full name
Celso Pupo Pesce
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 1984
Supervisor
Committee
Aranha, Jose Augusto Penteado (President)
Fernandes, Antonio Carlos
Veiga, Jorge Pinheiro da Costa
Title in Portuguese
Cálculo da força de deriva sobre corpos cilíndricos flutuantes sujeitos a ação de ondas aleatórias.
Keywords in Portuguese
Comportamento em ondas
Corpos flutuantes
Engenharia naval e oceânica
Forças de deriva
Hidrodinâmica
Ondas aleatórias
Profundidade finita
Abstract in Portuguese
Apresenta-se um método teórico para o cálculo da força de deriva em corpos cilíndricos flutuantes sujeitos à ação de ondas aleatórias. Consideram-se as contribuições associadas aos potenciais de primeira e segunda-ordem em lâmina dágua de profundidade constante. O desenvolvimento teórico resulta em uma expressão relativamente simples para o cálculo da força de deriva, fruto da demodulação quadrática do trem de ondas incidentes. A contribuição do potencial de primeira-ordem é dada por um simples coeficiente calculado através de extensão do método de Maruo. A contribuição do potencial de segunda-ordem é determinada a partir da aplicação de uma extensão da relação de Haskind ao equacionamento deste potencial, o que torna desnecessária a solução do problema não-linear em aproximação de segunda-ordem. O método apresentado exige a solução dos problemas lineares de difração e radiação, conseguida através do Método Compatibilizado de Elementos Finitos (Hydrid Element Method). Os exemplos de processamento apresentados referem-se a uma seçãoi retangular típica, envolvendo análises de sensibilidade dos coeficientes a variações de parâmetros geométricos e dinâmicos. Os resultados numéricos são verificados com base em dados publicados por Faltinsen, Maruo, Kim e Kokkinowrackos, atestando-se sua confiabilidade.
Title in English
Drift force in floating cylindrical bodies in random waves: the effects of the first- and second-order potentials in finite depth waters.
Keywords in English
Drift forces
Finite depth
Floating bodies
Hydrodynamics
Ocean engineering
Random waves
Seakeeping
Abstract in English
A theoretical method is presented for the computation of the slow-drift forces on a floating body due to the action of irregular waves. The method is restricted to the two-dimensional problem dealing with the effects of the first and second-order potential in finite-depth waters. A simple expression is derived for the slow-drift forces, resulting from a square demodulation of the irregular wave profile. The first-order potential contribution is computed from an extension of Maruos method to the finite-depth waters. The second-order potential contribution is determined by the use of the Haskind relations, applied to the second-order potential equation. By this manner the solution for the second-order potential becomes unnecessary. This method requires the solution of the first-order (or linearized) diffraction and radiation problems wich in this work is made through the use of the Hybrid Element Method. A typical rectangular cross-section is considered for practical examples. The analysis comprises studies on the numerical sensitivity of the coeficients with respect to changes in the geometric and dynamic parameters. The numerical results are compared with Faltinsen, Maruo, Kim and Kokkinowrachos calculations, showing their reliability.
 
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Publishing Date
2022-10-24
 
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