Descripción y contextualización de la asignatura

La primera parte de este curso está dedicada a las interacciones entre las olas del océano y las estructuras marinas. La teoría linealizada para las interacciones de estructura de onda, que es la base del software de vanguardia utilizado en la industria, se describe en detalle. Además, se describen diferentes niveles de aproximación para el problema no lineal, y se explica e ilustra la influencia de los efectos no lineales de segundo y mayor orden.

La segunda parte aborda el modelado de sistemas de amarre, un paso clave en el diseño de barcos y estructuras marinas.

El objetivo de la primera parte es dar una presentación completa de los modelos disponibles para la determinación de la respuesta de las estructuras marinas en una vía marítima, enfatizando las ventajas e inconvenientes de cada enfoque.

Se da primero una presentación completa de la teoría linealizada de las interacciones onda-cuerpo, tratada en un sentido determinista. Se describen tanto el dominio de la frecuencia como el dominio del tiempo. Las relaciones fundamentales entre ambas soluciones se enfatizan sistemáticamente. Se explican e ilustran los efectos de segundo orden de alta y baja frecuencia.

Luego, se brinda una descripción general de las teorías no lineales disponibles y los modelos numéricos para las interacciones de estructura de onda. Se describen diferentes niveles de aproximación, desde la simple adición de hidrostática no lineal hasta modelos de dominio del tiempo totalmente no lineales.

La segunda parte aborda el modelado de sistemas de amarre. Se presentan diferentes opciones en términos de sistemas de amarre y arreglos para proporcionar a los estudiantes la información principal necesaria para emprender un proceso de diseño de amarre.

Para ambas partes, las conferencias y los seminarios se completan con ejercicios prácticos basados en un software de última generación para la interacción entre estructuras de ondas y el modelado de amarres

Resultados del aprendizaje de la asignatura

Conocer y explicar el modelo de flujo potencial de las interacciones ola-estructura, junto con las hipótesis para su linearización



Saber analizar la respuesta en frecuencia de una estructura marina de las olas



Saber analizar la respuesta en el tiempo de una estructura marina de las olas y su relación con la respuesta en frecuencia



Conocer la tecnología de amarres y sus principales problemas



Saber utilizar una software para estudiar sistemas de amarres

Temario

Lección 1 Objetivos y marco teórico.



Lección 2 Breve revisión de teoría de sistemas lineales



Lección 3 Formulación del problema de valor de frontera. Linealización.



Lección 4 Aproximación en el dominio frecuencial

a) Definición de los subproblemas de difracción y radiación

b) Cargas hidrodinámicas: masa añadida y amortiguamiento

c) Cálculo de movimientos

d) Relaciones entre soluciones elementales



Lección 5 Aproximación en el dominio temporal

a) Movimiento forzado de cuerpo flotante

b) Formulación del problema de difracción en el dominio temporal

c) Ecuaciones de movimiento

d) Relación con la respuesta frecuencial



Lección 6 Efectos de Segundo orden

a) Fuerzas de deriva

b) Carga de baja y alta frecuencia en olas irregulares



Lección 7 Introducción a modelos no lineales

a) Hidrostática no lineal y carga Froude-Krylov

b) Hipótesis de Weak dispersa

c) Modelos totalmente no lineales



Lección 8 Amarres para estructura marina

a) Algunos ejemplos en energía de petróleo y gas

b) Diferentes tipos de sistemas de amarre

c) Operaciones de descarga

d) Algunos ejemplos en energía renovable marina

e) Funciones principales de amarre

f) Disposición del amarre

g) Componentes de amarre

h) Condiciones ambientales

i) Base de diseño de amarre

Bibliografía

Bibliografía básica

J.N. Newman (1977) Marine Hydrodynamics, MIT Press.

O.M. Faltinsen (1990) Sea Loads on Ships and Offshore Structures, Cambridge University Press.

Adrian Biran (2003) Ship Hydrostatics and Stability, Butterworth-Heinemann.

API recommended Practice 2SK (2005) Design and analysis of Stationkeeping Systems for Floating Structures.

Vryhof anchors (2010) Anchor Manual, The Guide to Anchoring.