Simulação completa do manifold com 2 graus de liberdade
Entreguem um único relatório com todas as partes.
PARTE 1
Antes da simulação completa da manobra de lançamento do manifold, podemos fazer cálculos preliminares para estimar a profundidade (ou comprimento do cabo) em que pode haver ressonância entre a resposta do manifold e a excitação de ondas no casco.
Considere os dados do lançamento como vistos em aula e registrados nos slides da Aula 18.
Monte uma planilha ou programa que calcule os parâmetros abaixo em função do comprimento do cabo.
1. Tensão estática no topo.
Conforme o manifold desce, o comprimento do cabo aumenta. Calcule a tensão estática no cabo no topo (onde ele se conecta com a embarcação). Considerando o peso e o empuxo do manifold, e o peso e o empuxo do cabo. Apresente um gráfico relacionando a tensão no topo com o comprimento do cabo ao longo da descida. Apresente seu memorial de cálculo. Avalie se há risco de o cabo se romper por conta da carga estática ao longo da descida.
2. Comprimento de ressonância
Conforme o manifold desce, o comprimento do cabo aumenta. A rigidez do cabo é função do seu comprimento. Considere uma faixa de excitação de ondas entre 5 e 9 segundos. Calcule a frequência natural do manifold em função do comprimento e avalie qual o comprimento crítico em que o sistema pode apresentar ressonância. Considere: peso e empuxo do manifold, massa adicional, peso e empuxo do cabo, e o amortecimento histerético do cabo. Apresente um gráfico da frequência natural do sistema em função do comprimento do cabo, indicando a faixa de excitação de ondas. Apresente seu memorial de cálculo.
Apresente os dois cálculos preliminares acima num relatório objetivo. Destaque seu memorial de cálculo, apresente os gráficos com clareza e interprete os resultados.
PARTE 2
Conhecidas as faixas esperadas para a ressonância do movimento do manifold com a excitação de ondas, podemos implementar a simulação do lançamento no domínio do tempo. Para isso, modele o sistema com um grau de liberdade com um movimento vertical imposto na barcaça.
Implemente a simulação do manifold no XCOS, com os dados do problema. Obtenha a resposta de oscilação do manifold (X) em função do comprimento do cabo. Use uma rotina do tipo "batch" para executar a simulação para cada período de onda em função do comprimento do cabo.
Dados:
•Amplitude do movimento de heave da barcaça de Y = 1m.
•Períodos das ondas incidentes entre 5s, 7s e 9s.
Apresente as curvas de respostas (X/Y) em função do comprimento do cabo para as diferentes ondas incidentes. Compare o resultado com os cálculos preliminares de ressonância.
PARTE 3
O próximo passo é realizar a simulação com 2 graus de liberdade.
Implemente a simulação do lançamento do manifold no XCOS com 2 graus de liberdade, obtendo a resposta de oscilação do manifold (X) e do PSV (Y) em função do comprimento do cabo.
Dados:
•Amplitude de onda de 1m.
•Períodos de ondas entre 5s e 9s.
Adicione esta análise na sequência do relatório das Parte 1 e 2, compondo um único documento, e discuta seus resultados.