Tese: Análise numérica da dinâmica não-linear de uma coluna de perfuração com modelagem de incerteza
Aluno(a) : Thiago Gamboa RittoOrientador(a): Rubens Sampaio
Área de Concentração: Mecânica Aplicada
Data: 15/04/2010
Link para tese/dissertação: http://www.mec.puc-rio.br/scripts/teses_alterar01.php?tese_id=645&id1=11&id1a=4
Resumo: Essa tese analisa a dinâmica nío-linear de uma coluna de perfuração de petróleo incluindo a modelagem de incertezas. Uma coluna de perfuração é uma estrutura flexível esbelta que penetra rocha em busca de petróleo. Um modelo matemático-mecânico é desenvolvido para esta estrutura; este modelo inclui, por exemplo, interação fluido-estrutura, impactos, nío-linearidades geométricas e interação broca-rocha. Após a dedução das equações de movimento, o sistema é discretizado usando o método dos Elementos Finitos, e um código computacional é desenvolvido para as simulações numéricas usando o MATLAB. Os modos normais do sistema dinâmico na configuração pré-tensionada sío usados para construir um modelo reduzido do sistema. Para modelar as incertezas, a abordagem probabilística nío-paramétrica, que é capaz de levar em consideração tanto incertezas nos parâmetros dos sistema quanto incertezas no modelo, é usada. A função densidade de probabilidade relaciona às variáveis aleatórias do problema sío construidas usando o Princípio da Entropia Máxima e a resposta aleatória do sistema é calculada usando o método de Monte Carlo. Uma maneira nova de levar em consideracío incertezas no modelo de uma equação constitutiva nío linear (interação broca-rocha) é desenvolvida usando a abordagem probabilística nío-paramétrica. Para identificar o modelo probabilístico do modelo de interação broca-rocha, o método da Verossimilhança Máxima junto com a redução estatística no domínio da frequência (usando a análise das Componentes Principais) é empregado. Finalmente, um problema de otimização robusto é resolvido para encontrar os parâmetros operacionais do sistema que maximizam o seu desempenho, respeitando os limites de integridade, como fadiga e instabilidade.