Modelado e identificación en línea de sistemas dinámicos flotantes de ingeniería oceánica /
El área específica de la Ingeniería Oceánica (IO) puede ser definida como el conjunto de principios y métodos de ingeniería aplicados al análisis, diseño y control de vehículos y artefactos que deben funcionar en un ambiente acuoso tanto oceánico como fluvial. La IO abarca una gran variedad de estru...
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| Autor Principal: | |
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| Formato: | Libro |
| Idioma: | Spanish |
| Publicado: |
2003.
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| Materias: | |
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| Sumario: | El área específica de la Ingeniería Oceánica (IO) puede ser definida como el conjunto de principios y métodos de ingeniería aplicados al análisis, diseño y control de vehículos y artefactos que deben funcionar en un ambiente acuoso tanto oceánico como fluvial. La IO abarca una gran variedad de estructuras flotantes y subacuáticas. Entre las estructuras flotantes podemos circunscribir la clase de sistemas vinculados elásticamente al fondo oceánico. Exponentes de esta clase son: boyas, barcos tanques, pontones, plataformas semisumergibles y barcazas. Las estructuras flotantes son ampliamente usadas en aplicaciones de IO, por ejemplo, en prospección de suelos, asistencia de operaciones offshore y una amplia variedad de operaciones de puerto. Con el objetivo de lograr operaciones seguras, estos tipos de sistemas IO son anclados en posiciones fijas mediante múltiples cables que conforman un sistema de amarres. Las características fuerza-deformación de los mismos dependen de la aplicación específica, sobre todo de la inercia de la estructura y de las condiciones del medio ambiente, y definen acentuadamente los comportamientos no lineales de la dinámica del sistema IO. El medio fluido desarrolla una interacción compleja con la estructura, la que está sujeta a leyes hidrodinámicas, generando fuerzas de olas incidentes y la perturbación de las mismas a través del movimiento de la estructura. El comportamiento resultante de vínculos y la interacción estructura-fluido es caracterizado por una dinámica no lineal muy compleja y varante en el tiempo. Usualmente, estos sistemas IO se diseñan para soportar embates de olas, vientos y corrientes del medio dentro de ciertos límites razonables. Sin embargo en algunos casos, la dinámica compleja es la causa de que distrubios periódicos de pequeña intensidad puedan acarrear comportamientos oscilatorios, los cuales están compuestos por componentes subarmónicos y a veces estados caóticos (Gottlieb y Yim, 1993; Kral et al., 1996; Yilmaz y Incecik, 1996; Dmitrieva y Lougovsky, 1997; Clauss et al., 2000a; Beltrán-Aguedo et al., 2002; Beltrán-Aguedo y Jordán, 2002; Kreuzer et al., 2002). La presencia de estos fenómenos es muchas veces inocuo para la seguridad del sistema IO, pero en general imposibilita la continuidad de operaciones, tales como el uso de grúas, al verse afectados de una manera imprevisible y amplificada los movimientos de sus cargas. En otros escenarios más críticos las perturbaciones pueden excitar al sistema en sus frecuencias de resonancia, conduciendo a desgastes o roturas de cables, e incluso al vuelco de la estructura. Con el objetivo de minimizar los comportamientos no lineales impredecibles, se prevén diseños especiales de geometrías, sistemas de controles pasivos y activos, los cuales redundan en un aumento de estabilidad. El uso de sistemas de control es definido en algunos objetivos importantes, como de posicionamiento, elevación y antirolido. La característica más sobresaliente de ellos es su acción en las bajas frecuencias de la dinámica, en general, muy por debajo de las armónicas importantes de olas excitantes. El análisis de estabilidad y diseños de sistemas de control activos basados en modelos analíticos es mucho más reciente y comienza aproximadamente una década atrás. Estos deseños recaen en un conocimiento más preciso de la dinámica del sistema IO a fines de poder predecir y contrarrestar efectos no lineales indeseados. Algunos de los antecedentes más importantes de ello se resumen a continuación. En Söylemez y Incecik, 1990, se describe un procedimiento de indentificación de propiedades no lineales para predecir la respuesta de estructuras flotantes bajo diferentes condiciones de operación. En el mismo se tiene en consideración los efectos de las olas incidentes, así como también el acoplamiento entre los modos del movimiento. El procedimiento puede llegar a predecir oscilaciones de grandes amplitudes, así como también movimientos a estado estacionario. En Chitrapu y Ertekin, 1995, se muestran dos modelos de simulación numérica para predecir movimientos de amplitudes grandes en plataformas flotantes. El primero se basa en la aplicación de la formulación de Morison para cálculos de fuerzas. El segundo método usa la Teoría de Flujo Potencial tridimensional en el dominio del tiempo. Se estudia el efecto de varias no linealidades (cuadráticas, entre otras) en los movimientos de baja frecuencia y altas frecuencias en plataformas amarradas usando métodos espectrales. CALIFICACION DEPARTAMENTO DE GRADUADOS Calificación de la defensa oral: Sobresaliente - 10 (diez) Fecha: 21/08/03 |
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| Descripción Física: | 244 p. : il. ; 30 cm. . |
| Bibliografía: | Incluye referencias bibliográficas. |