Slides - Tanque de Provas Numérico

Transcrição

ESCOLA POLITÉCNICA
DA USP
A nova recomendação da PIANC para projetos portuários e a
realidade brasileira – Projeto Horizontal Detalhado
Eng. MSc. Felipe Rateiro
Technomar Engenharia
Doutorando do Centro de Simulações do TPN-USP
AGOSTO 2014
Introdução
• Modelo conceitual de projeto horizontal
– Rápido baseado em fórmulas
– Projeto inicial do canal
• Modelo mais detalhado
– Informações adicionais
– Refinamento do projeto
– Solução para problemas localizados
Uso de modelos numéricos
Integração do projeto
Horizontal
Vertical
Projeto Horizontal Detalhado
Alinhamento
Eng. MSc Felipe Rateiro
Sumário
• Ferramentas e Métodos
• Modelos de Simulação de Manobras de Navio
– Fast-Time
– Real-Time
• Modelos de Simulação de Fluxo de Tráfego
Ferramentas e Métodos
• Projeto Paramétrico e Fórmulas especiais
– Consideração de agentes ambientais na manobra
– Baseado em teorias de manobrabilidade
– Espanha (ROM) e Japão (Japan Institute of Navigation, Standard
committee)
Ferramentas e Métodos
• Modelos de simulação
Simulador de • Dimensões
navegação • Alinhamento
ou manobra • Área de manobra
Simulação de
• Capacidade
fluxo de
tráfego
Utilização em fase de detalhamento?
Simulação de Manobra
• Avaliar e otimizar o projeto conceitual
• Sistemas numéricos de simulação
–
–
–
–
Software
Modelos matemáticos de manobra
Banco de dados geográfico
Debriefing e ferramentas de análises
Fast-Time
Real-Time
• Importância do modelo matemático
– Baseados em dados de escala real
(provas de mar)
– Escala reduzida calibrado com escala real
(tanque de provas / túnel de vento)
• Realidade da representação geográficas
– Batimetria + Topografia + Hidráulica
– Resposta hidrodinâmica
– Qualidade visual da cena (real-time)
• Mesmo software
Metodologias diferentes
Fast-Time
Algoritmos
piloto
automático
Real-Time
Prático
Controle Embarcação e Rebocadores
• Conclusão dos
Resultados
Análise Probabilística
X
Ferramenta de auxílio à decisão
Fast-Time
Real-Time
Variação de
Parâmetros
Verificação
Análise
exaustiva
Ferramenta
de auxílio a
decisão
Definição de
probabilidade
Sem
tolerância ou
margem
• Fast-Time ou off-line
–
–
–
–
–
Equações representam o comportamento do prático
Embarcações mantêm um traçado de referência
Piloto automático + controle de máquina principal
Regras de forças representando rebocadores
Controle baseado na correção do desvio da rota
• Apropriado em
certas circunstâncias
– Traçado de referencia é valido
• Etapas finais: é realista?
Curvas
simples
Canais
estreitos
Série de
curvas
FastTime
• Fast-Time: análise estatística
– Parâmetros do piloto automático
Gama de
diferentes tipo de
reações
Fase, ganho
Leme, máquina
Rebocadores
–
–
–
–
Avaliação da performance do operador
Número de repetições
Resultado representativo
10 corridas por cenário (Condição ambiental, Berço, ...)
• Exemplo
– Análises sem atuação (TRBA)
– Largura de canal Rio Grande
Trajetória
Resultados esperados
– Configuração preliminar de acesso
(sem considerar manobra de
atracação, aproximação, giro)
– Janela ambiental restrita
– Avaliação de Bollard-Pull
• Real-Time
– Em geral mesmo sistema
numérico
– Calibração Fast-Time
– Ambiente da ponte de
comando da embarcação
– Vários níveis de sofisticação
ou informações disponíveis
para prático ou oficial
– Operação da embarcação e
rebocadores de maneira
realística
Simples
Complexos
Ponto de visão
do passadiço
Multidisplay
controles
passadiço
Monitor ou
projeção
Uso direto de
práticos ou
oficiais
Painel de
controle
Familiarização
ou treino
Mini-Mission
ou Part-Task
Full-Mission
• Real-Time
– Recursos visuais: aspecto crítico
– Utilização de elementos visuais na manobra (RB1)
– Amplo campo de visão possibilita visão periférica do prático
(DNV: 240 graus)
–
–
–
–
Carta
Batimetria
Fotos Aéreas
Embarcações
• Real-Time
– Recursos visuais + ambientação
– Possibilita conclusões e recomendações baseadas em
aspectos técnicos
– Inclusive fatores humanos como tempo de resposta e
comunicação
• Utilização de rebocadores
– Controle por instrutor
– Operações multiplayer
• Fator humano: mestre
– Julgamento profissional “Best Practice”
• Full-Mission
– Verificação final de layout de canal, porto (área ou
modificações)
– Utilização por práticos, mestres ou oficiais que tenham
experiência com as embarcações e com o ambiente
– Autoridade portuária e outros especialistas podem
contribuir com expertise e experiência prática na tomada de
decisão
– Única maneira de assegurar a incorporação da parte técnica
da manobra de embarcações e fatores humanos
importantes
– Consideração do crescimento das frotas
• Certificação X Calibração
Calibração
• Análises de
Modelo
engenharia
Numérico
Certificação
• Treinamentos
DNV
STCW
classe A
Não hã simuladores certificados
DNV no Brasil
Pode não ser possível fazer análises
de engenharia com classe A
• Simuladores menos complexos
– Avaliações de engenharia iniciais
– Comparações comparativas de projetos
– Utilização de simuladores portáteis
• Treinamento nas praticagens
• Maior número de práticos
visualizando novas
manobras
• Grande gama de
resultados
• Simuladores menos complexos
– Avaliações de engenharia iniciais
– Comparações comparativas de projetos
– Utilização de simuladores portáteis
• Treinamento nas praticagens
• Maior número de práticos visualizando novas manobras
• Grande gama de resultados
• Exemplo 1
- Verificação inicial de viabilidade (apenas
simulações Fast-Time)
Trajetória
Resultados:
-Indicativos de arranjo de rebocador
necessário
- Condições ambientais críticas
-Arranjo mais adequado
Trajetória
Ondas de 0.5m (Hs) e 8s (Tp)
Ondas de 1m (Hs) e 8s (Tp)
Vento de 15m/s
Vento de 5m/s
Correnteza de 0.5m/s
Correnteza de 0.5m/s
• Exemplo 1
Terminal Marítimo da Imetame
Logística (Barra do Riacho, Aracruz, ES)
Simulações TPN-USP 2013
Verificação / Ajuste das conclusões da
análise Fast-Time
Participação
Autoridade Portuária
Praticagem
Empresa Interessada
USP
2.65
2.6
• Exemplo2
Estaleiro Inhauma (RJ)
2.55
Verificação de
operações especiais
2.5
2.45
2.4
2.35
2.3
Estudo de entrada de casco de VLCC
no Estaleiro Inhauma (Baia de
Guanabara)
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
4
x 10
• Float-Out P66 (Ecovix)
•
Realização de manobras para definição janela
operacional e condições limites, considerando:
o
o
o
o
o
Retirada do FPSO P66 do dique seco
Giro
Atracação no cais do mesmo estaleiro
Posição porta Batel
Número e potência dos Rebocadores
Simulação de Tráfego
• Modelos de Simulação de Fluxo de Tráfego
• Capacidade de um sistema de aproximação complexo
• Depende de:
–
–
–
–
Características físicas
Condições ambientais
Tráfego de embarcações e serviços requeridos
Nível de segurança
• Nível de serviço (em termos de tempo de espera – ocupação
de canais e berço)
• Nível de segurança (relacionada com o número potencias
encontros)
• Capacidade: volume de tráfego máximo em um sistema de
aproximação satisfazendo os serviços requisitados e níveis de
segurança
Simulação de Tráfego
• Descrição do modelo
– Definição de premissas e esquematização: tarefa mais complicada
– Nível de detalhe
• Modelo numérico: Teoria de filas não pode ser aplicada
– Verificação e validação
– Sazonalidade
• Estimativa de capacidade
– Tempo de espera aceitáveis
– Prognóstico para futuro (com simulações)
– Número de potencias encontros com tráfego máximo
– Níveis de segurança
• Redução de volume ou mudanças nas regras de tráfico
• Tempo de espera aumenta
• Nível de serviço diminui
Tráfego: Capacidade
• VTS
– Corrente
– Maré
– Tráfego
• Regras de tráfego
• Regras dos operadores
– Características de navegação
• Normal: encontros e ultrapassagens
• Manobra (giro ou amarração): nenhum outro navio na área
•

Slides - Tanque de Provas Numérico

Transcrição

Documentos relacionados

Novos Desafios na construção: Construção Sustentável

1. História do PVsyst 2. Visão Geral do Software 3

Notas da prova 1 - Laboratório de Biologia - IFSC

LACOURO - Equipe - LABS - Infraestrutura do DEQUI/PPGEQ

experimentação em agrossilvicultura e participação social

Programa ENERINT 2011

21/05/2007 Moradias da Aroeira — Portugal

Manobra de Heimlich

Projeto 2° Energia em Debate

CRIAÇÃO DE UMA FERRAMENTA 3D PARA SIMULAÇÃO