Efeito das articulações na análise hidroelástica de VLFS integrada com quebra-mares flutuantes porosos

O presente estudo examina as interações hidroelásticas de uma estrutura flutuante muito grande de múltiplos módulos interconectados por articulações e integrada com quebra-mares flutuantes porosos. Ao contrário dos designs monolíticos de VLFS, os VLFS articulados introduzem desafios dinâmicos únicos devido às forças nos conectores e à interferência de ondas entre módulos, os quais não foram explorados profundamente quando integrados com mecanismos porosos de atenuação de ondas. O estudo desenvolve uma estrutura numérica acoplada que combina um método de elementos de contorno multidomínio para a interação das ondas com estruturas porosas e um método de diferenças finitas para a resposta estrutural dos módulos com articulações. Este modelo resolve explicitamente as interações entre ondas, estruturas e conectividade, incluindo os efeitos da porosidade do quebra-mar e a dinâmica das restrições das articulações. Parâmetros críticos como rigidez da articulação, espaçamento dos módulos, posicionamento do quebra-mar e porosidade são sistematicamente variáveis para quantificar sua influência nos momentos fletores intermodulares, forças de cisalhamento e transmissão de ondas. A investigação demonstra que a articulação redistribui os picos de tensões, reduzindo os momentos fletores máximos em módulos individuais entre 15% e 25% em comparação com configurações rígidas, embora possa amplificar a torção nos pontos das articulações sob ondas oblíquas. Ademais, quebra-mares porosos estrategicamente posicionados entre módulos suprimem a ressonância de ondas nas lacunas, reduzindo as forças nos conectores entre 30% e 40% e atenuando a energia transmitida em mais de 45%. Contudo, para evitar o aprisionamento prejudicial de ondas entre os módulos, a porosidade dos quebra-mares deve exceder 25%. O estudo estabelece que o design ótimo das articulações, combinado com quebra-mares ajustados para porosidade, mitiga penalidades hidroelásticas em sistemas multi-módulos, o que possibilita implantações escaláveis de VLFS em mares expostos e metodologias avançadas de design para infraestrutura flutuante adaptativa em larga escala.