E. Lages - Academia.edu (original) (raw)
Papers by E. Lages
Cmes-computer Modeling in Engineering & Sciences, 2014
Embedded anchors have been widely used in offshore operations, and they are known to be effective... more Embedded anchors have been widely used in offshore operations, and they are known to be effective and economical solutions to anchoring problems. Aiming at contributing to the definition and understanding of the embedded mooring line behavior, this paper expands the formulation adopted at DNV Recommended Practices, for two-dimensional modeling of the interaction between the seabed and the anchor line, to three-dimensional analysis. The formulation here presented, within an elegant differential geometry approach, can now model even out of plane lines. A reference problem is then defined and solved using the obtained governing equations. Corresponding equations are implemented and solved numerically in MATLAB® environment. Numerical results are also presented and discussed.
Spe Journal, 2020
The mobility of salt rocks may cause problems, such as stuck pipe, high torque, casing collapse, ... more The mobility of salt rocks may cause problems, such as stuck pipe, high torque, casing collapse, and hole closure, promoting enormous losses in different areas. The drilling mud weight generates a hydrostatic pressure that serves as a counterpressure to the displacement of the salt. Sometimes this measure is not enough, leading to the backreaming operation, which reconditions the diameter of the wellbore to its original state. Given the importance of backreaming during drilling operations in salt rocks, its incorporation into computational tools is necessary. Through the finite element method (FEM), we developed a program to identify and simulate the effects of the backreaming operations in vertical wells in the presence of salt layers. We proposed a simulator that associates 1D axisymmetric multilayers with unit thickness through a coupling strategy between them, considering a lesser number of degrees of freedom when compared to conventional 2D modeling. We checked the performance ...
Revista IBRACON de Estruturas e Materiais, Aug 1, 2019
Global stability of buildings' structural systems considering beam-wall connections Estabilidade ... more Global stability of buildings' structural systems considering beam-wall connections Estabilidade global de sistemas estruturais de edifícios considerando a ligação viga-pilar parede
Revista IBRACON de Estruturas e Materiais
An analytical study aiming the design of cylindrical liquid storage tanks resting on deformable f... more An analytical study aiming the design of cylindrical liquid storage tanks resting on deformable foundations is developed in this work. The soil under the tanks is modeled as an elastic linear medium. The cylindrical wall is considered rigidly connected to the plate foundation. Here, concrete tanks are emphasized, although the study can be extended to other construction materials. For the analysis of the design forces acting on the tanks, efficient and simplified approximate expressions are derived based on rigorous analytical theories for thin shells and circular plate on elastic foundations. To verify the proposed approximate expressions and investigate the influence of the foundation deformability on displacements and design forces, parametric analyses of concrete tanks with different soil stiffness values are presented. The results illustrate the strong influence of the foundation stiffness on the tank design quantities and a very good performance of the simplified expressions.
Revista IBRACON de Estruturas e Materiais
An analytical study aiming the design of cylindrical liquid storage tanks resting on deformable f... more An analytical study aiming the design of cylindrical liquid storage tanks resting on deformable foundations is developed in this work. The soil under the tanks is modeled as an elastic linear medium. The cylindrical wall is considered rigidly connected to the plate foundation. Here, concrete tanks are emphasized, although the study can be extended to other construction materials. For the analysis of the design forces acting on the tanks, efficient and simplified approximate expressions are derived based on rigorous analytical theories for thin shells and circular plate on elastic foundations. To verify the proposed approximate expressions and investigate the influence of the foundation deformability on displacements and design forces, parametric analyses of concrete tanks with different soil stiffness values are presented. The results illustrate the strong influence of the foundation stiffness on the tank design quantities and a very good performance of the simplified expressions.
International Journal for Numerical Methods in Engineering, Mar 23, 2013
This work introduces a time-adaptive strategy that uses a refinement estimator on the basis of th... more This work introduces a time-adaptive strategy that uses a refinement estimator on the basis of the first Frenet curvature. In dynamics, a time-adaptive strategy is a mechanism that interactively proposes changes to the time step used in iterative methods of solution. These changes aim to improve the relation between quality of response and computational cost. The method here proposed is suitable for a variety of numerical time integration problems, for example, in the study of bodies subjected to dynamical loads. The motion equation in its space-discrete form is used as reference to derive the formulation presented in this paper. Our method is contrasted with other ones based on local error estimator and apparent frequencies. We check the performance of our proposal when employed with the central difference, the explicit generalized- α and the Chung-Lee integration methods. The proposed refinement estimator demands low computational resources, being easily applied to several direct ...
Engineering Optimization 2014, 2014
Resumo. Com a necessidade constante da busca de petróleo em todo cenário mundial, a procura por e... more Resumo. Com a necessidade constante da busca de petróleo em todo cenário mundial, a procura por esse combustível fóssil torna-se cada vez mais difícil devido à escassez de reservas. Tendo em vista que as grandes reservas brasileiras se encontram em alto-mar, é necessária a construção de estruturas capazes de extrair o petróleo em águas com profundidades que chegam a milhares de metros da superfície oceânica. Tais estruturas precisam ser ancoradas em determinadas regiões do campo de produção com a utilização de sistemas compostos por cabos, correntes e âncoras. O emprego das estacas-torpedo permite uma maior facilidade na instalação das ancoragens das unidades flutuantes pelo fato de serem cravadas pelo efeito de queda livre causado pelo seu peso próprio. Este trabalho tem por objetivo desenvolver ferramentas capazes de simular e visualizar o lançamento e cravação de estacas-torpedo em solo marinho. Utiliza-se o Método dos Elementos Discretos para modelagem do solo por meio de um conjunto de partículas discretas, cujo comportamento é governado por leis físicas. Os contatos entre elas podem ser criados ou extintos à medida que o conjunto de partículas se deforma como um todo, o que caracteriza a não linearidade do meio granular. Palavras-Chave: Método dos Elementos Discretos, Estruturas Offshore, Estacas-Torpedo.
Resumo. Dentre os principais aspectos avaliados para a exploração offshore de petróleo está o com... more Resumo. Dentre os principais aspectos avaliados para a exploração offshore de petróleo está o comportamento das linhas de ancoragem e dos risers empregados em plataformas marinhas. Comumente, define-se a posição inicial dessas estruturas pela configuração de equilíbrio estático quando submetidas à ações permanentes como o peso próprio, o empuxo, a correnteza e a reação do solo. A análise dessas estruturas no domínio do tempo envolve uma análise estática seguida de uma análise dinâmica. No DOOLINES, um framework utilizado para essas análises, determina-se essa configuração estática pela técnica de relaxação dinâmica, referenciada por uma discretização da malha de elementos finitos, onde a configuração de equilíbrio estático é a solução final da análise dinâmica dessa técnica, cujo incremento de tempo da simulação depende proporcionalmente do tamanho dos elementos e inversamente da rigidez. Este trabalho objetiva o desenvolvimento e implementação de um método para geração da configuração de equilíbrio estático por meio de um processo de refinamento gradual da malha, combinado com a técnica de relaxação dinâmica, realizando a análise em etapas. Avalia-se o tempo total de análise necessário para atingir a referida configuração para três modelos típicos da indústria. São estudadas variações em parâmetros utilizados, chegando-se a reduções significativas do tempo de análise. Palavras-chaves: Equilíbrio estático; refinamento de malha; método dos elementos finitos.
Cmes-computer Modeling in Engineering & Sciences, 2014
Embedded anchors have been widely used in offshore operations, and they are known to be effective... more Embedded anchors have been widely used in offshore operations, and they are known to be effective and economical solutions to anchoring problems. Aiming at contributing to the definition and understanding of the embedded mooring line behavior, this paper expands the formulation adopted at DNV Recommended Practices, for two-dimensional modeling of the interaction between the seabed and the anchor line, to three-dimensional analysis. The formulation here presented, within an elegant differential geometry approach, can now model even out of plane lines. A reference problem is then defined and solved using the obtained governing equations. Corresponding equations are implemented and solved numerically in MATLAB® environment. Numerical results are also presented and discussed.
Spe Journal, 2020
The mobility of salt rocks may cause problems, such as stuck pipe, high torque, casing collapse, ... more The mobility of salt rocks may cause problems, such as stuck pipe, high torque, casing collapse, and hole closure, promoting enormous losses in different areas. The drilling mud weight generates a hydrostatic pressure that serves as a counterpressure to the displacement of the salt. Sometimes this measure is not enough, leading to the backreaming operation, which reconditions the diameter of the wellbore to its original state. Given the importance of backreaming during drilling operations in salt rocks, its incorporation into computational tools is necessary. Through the finite element method (FEM), we developed a program to identify and simulate the effects of the backreaming operations in vertical wells in the presence of salt layers. We proposed a simulator that associates 1D axisymmetric multilayers with unit thickness through a coupling strategy between them, considering a lesser number of degrees of freedom when compared to conventional 2D modeling. We checked the performance ...
Revista IBRACON de Estruturas e Materiais, Aug 1, 2019
Global stability of buildings' structural systems considering beam-wall connections Estabilidade ... more Global stability of buildings' structural systems considering beam-wall connections Estabilidade global de sistemas estruturais de edifícios considerando a ligação viga-pilar parede
Revista IBRACON de Estruturas e Materiais
An analytical study aiming the design of cylindrical liquid storage tanks resting on deformable f... more An analytical study aiming the design of cylindrical liquid storage tanks resting on deformable foundations is developed in this work. The soil under the tanks is modeled as an elastic linear medium. The cylindrical wall is considered rigidly connected to the plate foundation. Here, concrete tanks are emphasized, although the study can be extended to other construction materials. For the analysis of the design forces acting on the tanks, efficient and simplified approximate expressions are derived based on rigorous analytical theories for thin shells and circular plate on elastic foundations. To verify the proposed approximate expressions and investigate the influence of the foundation deformability on displacements and design forces, parametric analyses of concrete tanks with different soil stiffness values are presented. The results illustrate the strong influence of the foundation stiffness on the tank design quantities and a very good performance of the simplified expressions.
Revista IBRACON de Estruturas e Materiais
An analytical study aiming the design of cylindrical liquid storage tanks resting on deformable f... more An analytical study aiming the design of cylindrical liquid storage tanks resting on deformable foundations is developed in this work. The soil under the tanks is modeled as an elastic linear medium. The cylindrical wall is considered rigidly connected to the plate foundation. Here, concrete tanks are emphasized, although the study can be extended to other construction materials. For the analysis of the design forces acting on the tanks, efficient and simplified approximate expressions are derived based on rigorous analytical theories for thin shells and circular plate on elastic foundations. To verify the proposed approximate expressions and investigate the influence of the foundation deformability on displacements and design forces, parametric analyses of concrete tanks with different soil stiffness values are presented. The results illustrate the strong influence of the foundation stiffness on the tank design quantities and a very good performance of the simplified expressions.
International Journal for Numerical Methods in Engineering, Mar 23, 2013
This work introduces a time-adaptive strategy that uses a refinement estimator on the basis of th... more This work introduces a time-adaptive strategy that uses a refinement estimator on the basis of the first Frenet curvature. In dynamics, a time-adaptive strategy is a mechanism that interactively proposes changes to the time step used in iterative methods of solution. These changes aim to improve the relation between quality of response and computational cost. The method here proposed is suitable for a variety of numerical time integration problems, for example, in the study of bodies subjected to dynamical loads. The motion equation in its space-discrete form is used as reference to derive the formulation presented in this paper. Our method is contrasted with other ones based on local error estimator and apparent frequencies. We check the performance of our proposal when employed with the central difference, the explicit generalized- α and the Chung-Lee integration methods. The proposed refinement estimator demands low computational resources, being easily applied to several direct ...
Engineering Optimization 2014, 2014
Resumo. Com a necessidade constante da busca de petróleo em todo cenário mundial, a procura por e... more Resumo. Com a necessidade constante da busca de petróleo em todo cenário mundial, a procura por esse combustível fóssil torna-se cada vez mais difícil devido à escassez de reservas. Tendo em vista que as grandes reservas brasileiras se encontram em alto-mar, é necessária a construção de estruturas capazes de extrair o petróleo em águas com profundidades que chegam a milhares de metros da superfície oceânica. Tais estruturas precisam ser ancoradas em determinadas regiões do campo de produção com a utilização de sistemas compostos por cabos, correntes e âncoras. O emprego das estacas-torpedo permite uma maior facilidade na instalação das ancoragens das unidades flutuantes pelo fato de serem cravadas pelo efeito de queda livre causado pelo seu peso próprio. Este trabalho tem por objetivo desenvolver ferramentas capazes de simular e visualizar o lançamento e cravação de estacas-torpedo em solo marinho. Utiliza-se o Método dos Elementos Discretos para modelagem do solo por meio de um conjunto de partículas discretas, cujo comportamento é governado por leis físicas. Os contatos entre elas podem ser criados ou extintos à medida que o conjunto de partículas se deforma como um todo, o que caracteriza a não linearidade do meio granular. Palavras-Chave: Método dos Elementos Discretos, Estruturas Offshore, Estacas-Torpedo.
Resumo. Dentre os principais aspectos avaliados para a exploração offshore de petróleo está o com... more Resumo. Dentre os principais aspectos avaliados para a exploração offshore de petróleo está o comportamento das linhas de ancoragem e dos risers empregados em plataformas marinhas. Comumente, define-se a posição inicial dessas estruturas pela configuração de equilíbrio estático quando submetidas à ações permanentes como o peso próprio, o empuxo, a correnteza e a reação do solo. A análise dessas estruturas no domínio do tempo envolve uma análise estática seguida de uma análise dinâmica. No DOOLINES, um framework utilizado para essas análises, determina-se essa configuração estática pela técnica de relaxação dinâmica, referenciada por uma discretização da malha de elementos finitos, onde a configuração de equilíbrio estático é a solução final da análise dinâmica dessa técnica, cujo incremento de tempo da simulação depende proporcionalmente do tamanho dos elementos e inversamente da rigidez. Este trabalho objetiva o desenvolvimento e implementação de um método para geração da configuração de equilíbrio estático por meio de um processo de refinamento gradual da malha, combinado com a técnica de relaxação dinâmica, realizando a análise em etapas. Avalia-se o tempo total de análise necessário para atingir a referida configuração para três modelos típicos da indústria. São estudadas variações em parâmetros utilizados, chegando-se a reduções significativas do tempo de análise. Palavras-chaves: Equilíbrio estático; refinamento de malha; método dos elementos finitos.