Apresentação HydroD

8/4/2019 Apresentao HydroD

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Julho 2012

HydroD

Joo Henrique Volpini MattosRegional Sales Manager - Maritime & Offshore Solutions (South America), DNV Software

Anlise Hidrosttica e Hidrodinmica de Estruturas Flutuantes


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Det Norske Veritas Ltda. Todos os direitos reservados.

HydroDumprogramainterativoparaanlisedeestabilidadeecarregamento

deondasemcorposflutuantesestacionriosoucomvelocidadedeavano.

Propsitos

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HydroD D1.3-04 Date: 31 May 2005 15:01:34

0 50 100 150

-2

-1

0

1

2

3

4

GZ-Curve

Heel Angle [deg]

GZ[m]

Modelar o ambiente e preparar os dados deentradaparaanlisehidrostticae hidrodinmi-ca.

Executarosclculoshidrostticosedeestabili-dade intacta e em avaria (incluindo efeito desuperfcielivreeimpelidoreslaterais).

Calcularosesforoscortantesemomentosfleto-resemguastranquilas.

Executarosclculoshidrodinmicasemcorposrgidos flutuantes, com e sem velocidade deavano(coeficienteshidrodinmicos,foras,des-locamentos,aceleraes,etc.).

Transferirascargashidrostticasehidrodinmi-casparaaanliseestrutural.


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Histrico

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1987 CooperaotcnicaentreDNVeMIT,resultandonaimplementaodoWadam,baseadonocdigodoWamit.

1990 CooperaotcnicaentreDNVeMIT,resultandonaimplementaodoWasimem1996.

2004 HydroD1.0,incluindotodasasfuncionalidadesdoWadam,excetomulti-corpos.

2006 HydroD2.0,comamortecimentodeondasemsurge,anlisehidrostticaedeestabilidade.

2008 HydroD 3.0 com incluso do Wasim e vrias melhorias na anlise deestabilidade.

2008 HydroD4.0comanlisedemulti-corpos.

2009 HydroD4.2comamortecimentoquadrticodebalanonoWadam,suportepara

ondasde5ordemdeStokes(profundidadeinfinita),WadameWasimpodeminiciaroSestra(FEASolver)apartirdoHydroD.

2010 HydroD4.3comondasde5ordemdeStokesemprofundidadefinitaeaumentodonmerodecorposacopladosnoWadam(at15).

2011 HydroD4.564bitscomregiode reduodepressodefinidapelousurioepontosdefinidospelousurioparaclculodosresultados.


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Recursos do HydroD

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Criaoouimportaodosmodelos

hidrodinmicosedemassa. Assistentesparaaentradadedadosmaiscomplexos(ex.:amortecimentodobalanoemodelosdecascoduplo,modelosdeMorrison,modelosdepainis,etc.).

Vriasverificaesdedados. Clculodoscalados,trimebandaparacadamodelodemassas.

Verificaodaestabilidadetransversalporvriasnormas.

Front-endparaWadam(domniodafrequncia)eWasim(domniodotempo).

Apresentaogrficaetabulardosresultados.


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Anlise Hidrosttica eEstabilidade


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Anlise Hidrosttica AtividadesTpicas

- Definiodasseestransversais

- Definiodascondiesdecarregamento Calado,trimebanda Massaecontedodostanquesepores Ferramentasdeauto-balanceamento

o Balanceie3oumaistanques,minimizandooGM

- Aberturas Opesdeestanqueidade

- Crieeexecuteaanlisedeestabilidade Anlisesmltiplasemparalelo(comvriasCPUs) Clculodemomentodevidoaovento

- Executeasverificaespelasnormas Condiesdeestabilidadeintactaeavaria

- FaaaanlisedoKGpermissvel

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Anlise Hidrosttica - Resultados

Curvadebraosdeendireitamento

Momentodeemborcamento

Distnciadasaberturasagua

Curvaslongitudinais:- Momentofletor

- Esforocortante- Distribuiodemassas- Flutuao

Dadoshidrostticos- KM,CB,CF- CG(comesemcontedodoscompartimentos)- Deslocamento- MTC- reasprojetadasacimaeabaixodaLA

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Anlisedeequilbrioeestabilidadefeitaporclculodireto,seminterpolao.

Verificao de Estabilidade

Estabilidadeintactaeemavaria

Codecheckspor:- IMOgeral- MARPOLintactaeavaria- IGCavaria

- IBAavaria- NMDintactaeavaria- IMOMODUintactaeavaria- ABSMODUintactaeavaria- Regradefinidapelousurio

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KG Permissvel

CentrodeGravidadeVertical(KG)Permissvel

Definaumacurvademomentodeemborcamento. Definaascondiesdecarregamento,varrendotodaafaixadecalados.

UtilizeoscritriosdeestabilidadedanormaselecionadaparadeterminaroKGpermissvel.

OKGquesatisfazcadacritriocalculado.Omnimodestesvaloresrepor-tadocomoacurvadeKGpermissvel.

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Anlise Hidrodinmica



Anlise Hidrodinmica

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Anlise hidrodinmica de corpos flutuantes estacio-nriosouemmovimento:

- Teoria 3D radiao-difrao no modelo de painis eequaodeMorisonnomodelodebarras.

- O modelo dual permite que ambos os mtodos sejamutilizadossimultaneamente.

- TeoriadeondasdeAiry.

- Interaohidrodinmicaentrevrioscorposindependen-tes.

Resultados

- Funesdetransfernciacomplexasoucomoresultadosdeterminsticosparafasesespecficasdaonda.

- Respostasglobaisincluindomovimentosdecorporgido,forasseccionaisemomentos.- Presseseaceleraes.- Ascargas(presseseaceleraesdocorporgido)soautomaticamentetransferidasparaaanliseestrutural.



Modelos Hidrodinmicos

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Modelo de Painis

Modelo Composto

Modelo de Morison

Modelo Dual

OBSERVAES

Tudocalculadoapenaspelateoriapoten-cial.

Todoomodeloembarras.Tudocalcula-dopelaequaodeMorison.

Parte do modelo de painis, parte embarras. A equao de Morison e a teoria

potencial so aplicadas a partes diferentesdomodelo.

Tudofeitoempainiseembarras.AmbosMorisoneateoriapotencialsoaplicadosatodo modelo (obrigatrio para anliseestrutural).


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Anlise no Domnio da Frequncia

Aanlisenodomniodafrequnciautilizadaparacalcularasfunesdetransferncia(RAOs).

Aentradaacondiododomniodafrequncia- Conjuntodedirees.

- Conjuntodefrequncias.

- Amplitudes.

Tarefastpicas(feitasnomodelohidrosttico)- SeesdeMorison.

- Elementosdepressesnasreas.

- Pontosforadocorpo(pressodeonda,velocidadede

partculasdaonda).- DefiniodosdadosparaWadam.

- Variveisderespostaglobais.

- Transfernciadecarregamento.

Slide 13
http://../SUA/SUA%20UK%20Dec%202008/Wadam_lin_semi.vtf


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Anlise de Mltiplos Corpos

Para anlise de mltiplos corpos no domnio da frequncia possvelutilizarmos at 15 diferentes corpos. Esta anlise permite que o usurioespecifiqueumamatrizadicionaldeacoplamentoentreoscorpos.

Matriz adicional de acoplamento.

Esta figura apresenta uma matriz de 12 x 12 para 2 corpos.

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Regio de Reduo de Presso

Aplicaodeumareduodepressoemumaregiodaembarcaoselecionadapelousurio.- Estemtodosomenterecomendadoparaapartedaembarcaoquetenhacostadoplano,eportantodevesercontroladapelousurio.

- Benefcios:Definidapelousurio,emadioaosuportesregrasDNV.

- Estaopodisponveltantoparaanlisesnodomniodafrequnciacomonotempo.

Costado plano indicado pelo usurio

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Anlise Linear no Domnio do Tempo

Utilizeaanlisenodomniodotempoparasimularumestadofsicodemar.

Crieinstantneosdocarregamento.

Oestadodemarpodeserdefinidopor:- Condioirregularnotempo

Vagas(direo,espectrodeondas,funodedisperso)

Ondulaesocenicas(swell)

- Conjuntodeondasregulares(perodo,altura,fase,direo)

- Marcalmo

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GLview Plugin not installed. Press here to install pluginGLview Plugin not installed. Press here to install plugin

G L v i e w 3 D P l u gi n

[W a s i m _ l in _ s e m i.v t f]
http://www.glview.com/pluginhttp://www.glview.com/pluginhttp://www.glview.com/pluginhttp://www.glview.com/pluginhttp://www.glview.com/plugin


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Anlise No-Linear no Domnio do Tempo (1)

RAO jogo sem amortecimento e com amortecimento quadrtico

Direo da onda 90

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Efeitosincludosnaanliseno-linear:

- PressohidrostticaeFroude-Krylovnasuperfciemolhadaexata.

- Tratamentoexatodainrciaegravidade.

- TermosquadrticosdaequaodeBernoulli.

- Amortecimentodojogo(roll)quadrtico.


G L v ie w 3 D P lu g in

[W a si m _ n o n lin _ s e m i. v tf]


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ModelosdeMorisonsoimportantesparaestruturasflutuantesquetenhamestruturasreticuladas,causandoarrastoaprecivel.

Asforasdearrastonolinearessoconsideradasnodomniodotempo,melhorandoarepresentaodoamortecimento.

Utilizandoacinemticadaondaincidente,aforaintegradaatasuperfcielivredaonda.


RAO jogo sem amortecimento e com amortecimento quadrtico

Direo da onda 90Embarcao de lanamento de pipelines, com stinger.



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0 20 40 60 80 100 120

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

34

5

Time

Motionamplitude

Roll - CalmSeaRun_MorisonRoll - CalmSeaRun_noMorison

Marcalmocom5debanda.Nenhumamortecimentoadiconaldejogo. ComomodelodeMorison,omovimentodejogoamortecido.


- Movimento de jogo em onda deStokesde5ordemoblqua(pero-do 12s, altura 20 m), sem amorte-

cimentodejogoadicional.atribudo.- Com o modelo de Morison, temosmaior respostana fase inicial,masse estabiliza devido ao amorteci-mentodostinger.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

Time

Motionamplitude

Roll - Stokes5_Morison Roll - Stokes5_noMorison

1.8471

8.161

AimportnciadomodelodeMorison

Aimportnciadoamortecimentodojogo


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Pontos de Anlise Definidos pelo Usurio

Pontosderefernciadefinidospelousurioparaclculodosresultados:

- Maiorflexibilidadepoisopontoderefernciapodeserusadoparaoclculoderesultadoshidrodinmicos,comomovimentos,foraseRAOs.

- Aplicvelaanlisesnodomniodo

tempoedafrequncia.

Surge

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

4 6 810

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

Period

Amplitude

Sway

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

4 6 810

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

Period

Amplitude

Dois pontos de referncia distintos

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HidroD : Softwares DNV Relacionados

Modelagemdocascoe distribuiodemassas.

Anlisehidrodinmicada iteraocorpo-ondapara corposflutuantesestacio- nrios.

Anlisehidrodinmicade embarcaescomveloci- dadedeavano.

Ps-processamentoesta- tstico.

Apresentaoaperfeioa- daderesultadoseanima- o.

Slide 21Slide 21

HydroD

Modelo de massa

(Patran-Pre ou GeniE)

Modelo de massa

(Patran-Pre ou GeniE)

(Presel)Modelo de

painis & massas

Parmetros

da anlise

Estado de mar RAO Resposta

Postresp - curto prazo

Diagrama de dispersoResposta de longo prazo

Postresp longo prazo

Sada do Postresp: Estatsticas de longo prazo

Grficos de RAO

Combinao de RAOs

Grficos de espectro de resposta

Wadam

Transferncia de

cargas para anlise

estrutural: Cargas de inrcia

Presso de onda


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A Famlia HydroD


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Wadam (1) Wave Analysis by Diffraction and Morison Theory

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Anlisehidrodinmicadaiteraoentreondaseestrutura(domniodafre-

quncia)paracorposestacionrios.Wadam=WaveAnalysisbyDiffractionandMorisonTheory

Interaohidrodinmicaentrevrioscorposindependentes. Estruturasfixaseflutuantesdeformatoarbitrrio:

Semi-submersveisTLP

FPSOSPARSGravitybased

Teoriaderadiao-difrao3DedeMorison.

Amortecimentoviscoso. Forasdeexcitaoerespostade2ordem.

GeraodascargasparaanliseestruturalnoSestra.

TransfernciadedadosparaoDeepC,Mimosa,Xtract,Postresp.


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Wadam (2)

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RAOsdomovimentodocorporgido. RAOdepressoempainisespecificados.

RAOdascargasglobais(cargasseccionais).

Matrizesdemassa,massaadicional,

amortecimentoerestaurao. Forasdeexcitao.

Foradearrastomdio.

Elevaodaondaempontosespecificados.

Cinemticadaondaempontos

especificados.

ResultadosdoWadam:

Anlise de semisub avariada


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Anlisehidrodinmicadeembarcaescomvelocidade

deavano. Teoriaderadiao-refrao3DporRankine. Soluonodomniodotempocomtransfernciaparaodomniodafrequncia.

Velocidadedeavanoilimitadasemplanagem.

Anliselinearenolinear. PressohidrostticaeFroude-Krylovnasuperfciemolhadaexata.

Tratamentoexatodainrciaegravidade.

TermosquadrticosnaequaodeBernoulli.

Amortecimentoquadrticodobalano.

Formasarbitrriasdecasco.

guanoconvs.Sloshing.

Formulaodepressodeimpacto.

Estadodemarirregular,regularoucalmo.

Wasim (1)

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Modelo linear vista superior

Modelo linear vista inferior

Modelo no-linear vista inferior


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Wasim (2)

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Densidadedagrade

Extensodagrade

Passodotempo- Preciso- Estabilidade

Duraodasimulao- Transiente

Controledomovimentohorizontal. Molas

Matrizderestaurao Lemecomautopiloto.

CuidadosNumricos:


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Postresp

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Ps-processamentoestatsticodosresultadoshidrodinmicos:

Nodomniodafrequncia Funesdetransfernciadefinidaspelousurio Estatsticasdecurtoelongoprazo

Espectrodeondas:Pierson-Moskovitsz,Jonswap,ITTC,Torsethaugen,Ochi-Hubble

Distribuies:Rayleigh,Rice,Weibull

Ondaslongasoucristascurtas Fadigaespectral

Slamming

Nodomniodotempo Apresentaodosresultadosemsriestemporais

TransformaesFFT Valoresextremos,ajusteporWeibull

ContagemdeRain-flow

Avariaporfadiga

Heave response

Pitch moment


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Interao Postresp-Wadam

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EstadodeMar

FunodeTransferncia

Resposta

DiagramadeDisperso

Resposta

Valores significativos /esperados

Probabilidade de excederum nvel de resposta

Valores extremos

Fadiga Valores extremos Operacionabilidade


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Resposta de Curto Prazo

EspectrodeondasparaumafaixadeTz-SW()- Pierson-Moskowitz- ISSC- Jonswap- Torsethaugen

- Ochi-Hubble- Gammageneralizado

PIERSON-MOSKOWITZ

Espectroderespostaparaumdeterminadoespectrodeondas

Sr()=SW()x(HW())2


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Clculos Estatsticos

Estatsticadecurtoprazo- Paraumadeterminadaduraodoestadodemar

- Calculearespostamaisprovvel

- Calculeaprobabilidadedeexcederumvalor

- Nmerodecruzamentoszero

- Paraumdadonvelderesposta- Calculeaprobabilidadedeexcederumvalor

- Paraumadadaprobabilidadedeexcederumvalor- Calculeonvelderespostaequivalente

Estatsticasdelongoprazo- Definaaprobabilidadeemcadadireo

- Selecioneodiagramadedisperso

- Selecioneafunodeespalhamento

- Criearespostadelongoprazo

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Xtract

OsresultadoshidrodinmicospodemseranimadospeloXtract.

Cadacombinaofrequncia/direoanimadaseparadamente. Muitotilparaverificaodosresultados.

Dadosquepodemserapresentados:- Elevaodaonda.

- Pressonomodeloestrutural.- Movimentodocorporgido.

- Tenses,forasedeformaesapartirdaanlisedeelementosfinitos.

Slide 31


G L v ie w 3 D P lu gi n

[W a da m _ lin _ se m i.v tf]


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O software


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Interface (GUI)

Dicas e

barra destatus

Menus e barra de ferramentas

rea detrabalho

Interface de linha de comandos

Navegador

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Ambiente

Air- Perfisdevento(anlisehidrosttica)

Directions- Conjuntodedireesdasondas.

Water- Conjuntodefrequncias,espectro,correnteza,dispersodasondas,etc.(anlisehidrodinmica)

Locations(umaoumais)- Profundidade,densidade,gravidade

- Subconjuntodasfrequncias,direes,espectro,etc.,definidosemDirectionseWater

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Modelagem Hidrodinmica da Forma (1)

5configuraesdemodeloshidrodinmicos

Modelo de painis

Modelo composto

Modelo de Morison

Modelo multi-corpos

Modelo dual

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Modelagem Hidrodinmica da Forma (2)

Montagemdetodososmodelosutilizadosnasanlises,incluindosuas

propriedades Definiodosmodelosparaanlisesmulti-corpos

- Reutilizandomodeloshidrodinmicosexistentes

Estabilidade

Wasim

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Modelo de Painis (no vlido para Wasim)

Utilizadonosclculoshidrostticosouhidrodinmicospelateoriapoten-

cial. OmodelodepainisdefaultomodelodoSesam(T*.FEM).

UmmodelodepainisnaformataodoWamit(GDF)tambmpodeserutilizado.

Windows

Explorer

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Modelo de Sees (todos os tipos de anlises)

Omodelodeseesdescreveageometriadomodeloporumconjuntodecurvas

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Exemplo do Modelo de Sees

At 100 sees podem ser utilizadas

Importao de DXF (lines, polylines, lwpolylines)

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Criao do Modelo de Painis a Partir das Sees

Slide 41

Sugestoautomticadonme-rodepainisnecessriosparaumaanlisetima:- Quandocriandoomodelodepai-nisdeummodelodesees.

- Baseadonasdimensesdomo-deloecritriosdemalha.


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Sempre verifique o vetor normal

Slide 42

Criao do Modelo de Painis a Partir das Sees


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Definio da Bolina

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Condies de Carregamento

Posiodasuperfcielivre

Modelodemassas

Enchimentodetanques

Pontosforadocorpo Compartimentos

Acondiodecarregamentocontmtodososdadosrelacionadosaumcertocaladoengulosdetrim/banda:

Condio de carregamento mostrando a superfcie livre mdia

Slide 44


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Criando uma Condio de Carregamento

Acondiodecarregamentodeveapresentarequilbrioentreaflutuaoeamassa

- Definidanomodelodemassas

- Explicitamentedefinidapelousurio

Ummodelodemassasnecessrioparatodasasestruturasflutuantes

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Os dados podem ser definidosem diferentes sistemas decoordenadas

Massa e CG (x, y) podem ser

calculados do modelo depainis. Outros dados devemser fornecidos manualmente

- Todos os dados devem sercalculados assumindouma densidade

homognea do modelo depainis

- A massa e CG devem serdefinidos pela flutuao

Modelo de Massas (1)

Opo 1 : Dados de massa definidos pelo usurio

1 2

Slide 46


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Apresente o modelo de massas com o modelo depainis para verificar a consistncia dos sistemasde coordenadas.Massas pontuais podem ser apresentadas.

Opo 2 : Distribuio de massas lida de arquivo

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Alguns recursos so especialmente teis para trim/banda

Opo 3 : Especifique a matriz de massas

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Assistente Hidrosttica e Estabilidade

Guiapassoapassoatravsdamodela-

gem.

Seleodanormadeverificao(navioseplataformas,intactaeavariada).

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Assistente Wadam

Guia passo a passo atravs damodelagem.

Quatro tipos de modelos principaispodemserutilizados:

- Modelodepainis

- ModelodeMorison

- Modelocomposto- Modelodual

Ajustesindividuaisparacadatipodemodelo.

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Assistente Wasim

Apenasomodelodeseesutilizado

Slide 51

A i i / / i


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Alguns Usurios HidroD/Wadam/Wasim

D id
http://www.akersolutions.com/Internet/


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?Joo Henrique Volpini MattosEngenheiro NavalDNV Software - Maritime & Offshore SolutionsRegional Sales Manager South America [email protected] +55 21 3722 7337

+55 21 8132 8927

Salvaguardando a vida, a propriedade e o meio ambiente

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