Cheng Liang Yee.

A dinâmica em ondas dos FPSOs é marcada principalmente pelas respostas de primeira ordem (ou linear) nos seis graus de liberdade, aquelas que ocorrem nas mesmas frequências das ondas que atingem o navio. Adicionalmente, efeitos hidrodinâmicos não lineares nos carregamentos estão sempre presentes, podendo ocorrer em frequências menores (frequências-diferença) ou maiores (frequências-soma) do que aquelas das ondas excitantes. Não existe uma solução computacional capaz de aproximar integralmente os efeitos não-lineares da interação entre as ondas e o navio. Normalmente, a técnica empregada consiste em modelar os efeitos em diferentes ordens de magnitude e tratá-los via técnica de perturbação, levando a solução apenas até a ordem de magnitude considerada suficiente para "capturar" a maior parte da energia contida no fenômeno de interesse. Mesmo assim, dada a complexidade inerente ao tratamento dos problemas de valor de contorno em ordens superiores à primeira, sempre que possível se recorre a aproximações capazes de atenuar o esforço numérico, visando a soluções mais práticas e expeditas. No presente projeto de pesquisa, serão abordados dois tipos de fenômenos práticos que requerem a modelagem de cargas não-lineares na interação onda-estrutura: o balanço (roll) ressonante lento do casco induzido por ondas e o chamado "impacto de ondas" na estrutura do mesmo.

Os efeitos de sloshing podem ser associados a um potencial perda de inventário pela dump valve no tanque de slop. Visando avaliar o volume do óleo extravasado pela dump valve, o projeto consiste na modelagem e simulação do fenômeno altamente não linear por meio da aplicação de um método baseado em partículas e o acoplamento de uma via entre 3 domínios de dimensões distintas: sloshing no tanque, escoamento através da dump valve e escoamento no deck.

Violentos impactos hidrodinâmicos devido ao sloshing causou danos precoces do wave breaker e fatiga nas anteparas do moonpool dos navios sonda, que demandam uma solução definitiva. Os objetivos do estudo são: Investigar o comportamento de sloshing em moonpool das plataformas de perfuração por meio da simulação numérica; Avaliar a eficácia das soluções consideradas; Determinar os carregamentos hidrodinâmicos devido ao sloshing no moonpool a ser usado como dado de entrada para posterior análise estrutural.
Projeto financiado pelo Serviços de Petróleo Constellation S.A., BRasil. Fundação para o Desenvolvimento Tecnológico da Engenharia (FDTE). Coordenador: Cheng Liang Yee. Vigência: 2021.

Projeto MdB (MODEC Serviços de Petróleo do Brasil Ltda.): ?Sloshing analysis for towing?. Análise da dinâmica de sloshing num tanque de um flutuante com avarias em operações de reboque para evitar poluição ambiental devido ao derramamento da carga líquida. Fundação apra o Desenvolvimento Tecnológico da Engenharia (FDTE). Vigência: 2020. Coordenador: Prof. Dr. Cheng Liang Yee.

Projeto MODEC (MODEC. INC.): "Numerical assessment of the wave impact on the upper riser balcony". Estudo do impacto de onda nos balcões de risers de FPSOs e avaliação das medidas de mitigação dos esforços hidrodinâmicos e de green water. Financiamento: MODEC, INC. Japão. Fundação para o Desenvolvimento Tecnológico da Engenharia (FDTE). Vigência: 2020. Coordenador: Prof. Dr. Cheng Liang Yee.

Este projeto visa qualificar o curso de Engenharia Civil da EPUSP através do provimento de programas computacionais de modelagem paramétrica e equipamentos necessários para análise experimental de estruturas. A reforma curricular (EC3-Civil) buscou modernizar os conteúdos programáticos, porém não foram alocados recursos para a implantação das novas disciplinas. O grupo de professores que compõe a equipe proponente reúne competências diversas e complementares ligadas a essas disciplinas, que envolve os departamentos PEF e PCC, da Poli, e AUT (FAUUSP).

The Lagrangian particle-based Moving Particle Semi-implicit (MPS) method is an effective approach for the modeling of the complex fluid-structure interaction with free surface. the objective of the present study is the validation of the MPS method and its application to the evaluation of motion of ship and floating structures in waves. Projeto conjunto com Yokohama National University (YNU) com financiamento da Japan Marine United Corporaion (JMUC), Japão. Fundação para o Desenvolvimento Tecnológico da Engenharia (FDTE). Coordenador: Cheng Liang Yee. Vigência: 04/2018 a 03/2019.

The sloshing phenomenon is a major concern in the design of liquid storage and transportation systems. The aim of the present research is to investigate sloshing behaviors and the assessment of sloshing on SPB tanks using the particle-based MPS-USP simulation system. Projeto conjunto com Yokohama National University (YNU) com financiamento da Japan Marine United Corporaion (JMUC), Japão. Fundação para o Desenvolvimento Tecnológico da Engenharia (FDTE). Coordenador: Cheng Liang Yee. Vigência: 04/2017 a 03/2018.

Violent free surface flows and fluid-solid interaction phenomena are highly nonlinear hydrodynamic problems of great concern to coastal or offshore structures due to safety and operational issues. In recent years, due the flexibility to model large deformation of free-surfaces, complex shaped bodies, large deformation or motion of boundaries, multi-bodies, multi-phase flows and multi-physic problems, the meshless Lagrangian particle-based methods have opened new perspective for the investigation of dynamics of floating structures in extreme conditions. Nevertheless, large demand of computational resources and spurious oscillation of computed pressure are the still the main shortcoming of the particle-based simulations. Focusing on the investigation of these two topics with proposition new formulations and more efficient computer resource usage strategies, this study will contribute to the development of the next generation numerical offshore tank. Projeto financiado por Office of Naval Research Global da Marinha dos Estados Unidos (US Navy). Fundação de Apoio à Universidade de São Paulo (FUSP). Coordenador: Cheng Liang Yee. Vigência: 10/2016 a 06/2018.

The sloshing phenomenon is a major concern in the design of liquid storage and transportation systems, including ground based storage tanks, tank trucks, offshore platforms to space crafts. The aim of the present research is to evaluate the effects of the fluid viscosity and structural stiffeners on the sloshing behavior using the particle-based MPS-USP simulation system, and the assessment of sloshing loads on the storage tanks of LNG. Projeto conjunto com Yokohama National University (YNU) com financiamento da Japan Marine United Corporaion (JMUC), Japão. Fundação para o Desenvolvimento Tecnológico da Engenharia (FDTE). Coordenador: Cheng Liang Yee. Vigência: 04/2016 a 03/2017.

Visando assegurar a capacidade auto-limpante nos sistemas prediais de esgoto sanitário devido a redução de vazões resultante adoção de práticas mais substentáveis, os objetivos deste projeto de pesquisa são: investigar, em laboratório, as vazões e profundidades do escoamento em tubulações horizontais de sistemas de esgoto sanitário de edifícios residenciais, tendo em vista a redução de diâmetros de 100 mm para 75 mm, e coletar dados para validar uma abordagem numérica com base no Método de Partículas Moving Particle Semi-implicit (MPS), que está sendo desenvolvida visando a mdoelagem e investigação por meio de experimentos computacionais. Coordenadora: Profa. Dra. Lúcia Helena de Oliveira.

Projeto do Institute of Advanced Sciences, Yokohama National University (YNU - Japão) que agrega Shanghai Jiaotong University (STJU), China, e Universidade de São Paulo (USP), Brasil, para desenvolvimento de ferramentas computacionais e métodos visando à análise de riscos operacionais de sistems offshore e proteção ambiental.

O foco desta pesquisa é verificar, via simulação computacional, a efetividade do sistema de distribuição de ar usado em ambientes cirúrgicos no que diz respeito ao controle do ar, com o intuito de se alcançar uma qualidade do ar adequada. Além disso, verificar o grau de conforto térmico para a equipe médica e para o paciente. Projeto de pesquisa financiado pelo MCTI/CNPQ/Universal 14/2014. Proc. 457248/2014-9. Vigência: 25/11/2014 a 24/112/2017. Pesquisador responsável Prof. Dr. Fernando Akira Kurokawa. Participação como integrante do projeto.

Os objetivos deste projeto de pesquisa são: investigar, em laboratório, as vazões e profundidades do escoamento em tubulações horizontais de sistemas de esgoto sanitário de edifícios residenciais, tendo em vista a redução de diâmetros de 100 mm para 75 mm, e coletar dados para validar uma abordagem numérica com base no Método de Partículas Moving Particle Semi-implicit (MPS), que está sendo desenvolvida visando a mdoelagem e investigação por meio de experimentos computacionais. Coordenadora: Profa. Dra. Lúcia Helena de Oliveira.

O projeto consiste na continuidade das pesquisas sobre o desenvolvimento e aplicação do simulador baseados no método de partículas MPS (Moving Particle Semi-Implicit Method) para simular os fenômenos hidrodinâmicos não lineares.Os focos principais do trabalho são: 1) Acoplamento do simulador MPS com o sistema TPN/Dynasim, para investigar a influência de sloshing devido à variação do nível das cargas líquidas em diferentes condições ambientais e de operação; 2) Acoplamento acoplamento entre campo distante, modelado com teoria potencial, e o campo próximo, usando o método MPS, para investigar os efeitos de green-water. Projeto de pesquisa financiado pelo CENPES/Petrobras. Vigência: 08/2013 a 11/2016. Coordenadores: Prof. Dr. Kazuo Nishimoto e Prof. Dr. Cheng Liang Yee.

Objetivo deste projeto é avaliar os processos relevantes para a determinação da qualidade da água de lastro de navios. Serão estudados os seguintes aspectos: Avaliação do impacto do enchimento, esvaziamento e movimentação da água dos tanques de lastro durante as operações de desembarque, embarque e navegação, incluindo o efeito da mistura ou estratificação da água de lastro sobre organismos e parâmetros físico químico e sedimentos. Análise da mortalidade, persistência e potencial invasivo de espécies aquáticas nos tanques sob diferentes condições simuladas e validadas em laboratório. Influência de aspectos operacionais e da arquitetura de navios sobre os parâmetros citados anteriormente. Aprimoramento de um protótipo de sistema remoto geo referenciado de coleta de dados em múltiplos tanques, com foco em parâmetros físico químicos, bem como na posição geográfica da coleta da água de lastro. Análise crítica das diretrizes internacionais da IMO sobre o monitoramento de embarcações. Projeto de pesquisa financiado pelo FINEP. Vigência: 12/2012 a 06/2017. Coordenador geral do projeto: Prof. Dr. Rubens Mendes Lopes. Recursos R$1.508.265,00. Participação como coordenador do módulo: "Simulações computacionais e experimentos de mistura e sedimentação em tanques de lastro".

Com a descoberta de reservas nas camadas pré-Sal, o Brasil tende a ser um país exportador de petróleo e gás, já que estas camadas possuem reservas maiores do que a demanda interna do país. Devido à distancia e quantidade estimada de gás natural na região de Santos-SP e Campos-RJ, e à possibilidade de exportação deste produto, o sistema FLNG tem grande chance de ser um sistema viável em médio prazo no Brasil. A produção offshore de gás natural tende a crescer, assim como a demanda mundial deste comodity, pois trata-se de energia mais limpa, como consequência, a necessidade de se instalar este tipo de unidade flutuante de liquefação de gás natural é inevitável. Mesmo em outras áreas do Brasil, como na Bacia de Campos e na Bacia do Espírito Santo, onde há intensa produção de petróleo e gás, um FLNG de menor porte que poderá ser utilizado para processar e exportar o gás diretamente sem precisar enviá-lo para terra, já que a instalação de gasodutos de exportação de gás em águas cada vez mais profundas pode ter custo muito alto e manutenção difícil. Dentro deste contexto, o presente projeto visa pesquisar diversas alternativas tecnológicas relacionadas à operacionalidade e segurança deste sistema que eventualmente poderão ser estendidas a um FPSO convencional em alguns aspectos como operacionalidade de sistema de offloading, avaria de casco com derramamento de óleo e gás, estudo de emissão de gás e sua ignição, etc., porém com suas peculiaridades. Projeto de pesquisa financiado pelo FJPL/ANP. Vigência: 08/2012 a 07/2015. Coordenador geral do projeto: Prof. Dr. Kazuo Nishimoto. Participação como coordenador mos módulos de sloshing e green-water.

Entre os diversos problemas surgidos, o problema de escoamentos de fluidos não newtonianos tem atraído a atenção de um grande número de pesquisadores. Devido a sua reologia complexa, seu comportamento é de difícil análise, por não apresentar um comportamento linear. O desenvolvimento de abordagens numérico-computacionais para a simulação do comportamento de fluidos não newtonianos é um tópico extremamente importante para diversas atividades econômicas. Estes fluidos estão presentes desde a indústria alimentícia, como maionese, ketchup e poupas de frutas, até a engenharia civil, com o concreto fresco, objeto de estudo desse projeto. Dado o alto custo dos ensaios experimentais e grande limitação dos estudos analíticos, vê-se na simulação numérico-computacional um meio importante de estudo e otimização da tecnologia de concretagem. Dessa forma, nota-se a importância de prover uma ferramenta numérica que auxilie na investigação do escoamento do concreto fresco. O presente projeto de pesquisa é dedicado à simulação numérica do escoamento do concreto fresco utilizando o ambiente de simulação FREEFLOW. Atenção especial é voltada à análise dos modelos reológicos para representar a viscosidade de fluidos newtonianos generalizados. Em particular, os modelos Cross, Power Law, Bingham e Herschel-Bulkley serão investigados para avaliar o comportamento do concreto fresco.

O projeto desenvolvido no Tanque de Provas Numérico da USP, no âmbito da Rede Galileu ? Rede Temática em Computação e Visualização Científica, visa o desenvolvimento e aperfeiçoamento do sistema computacional para a simulação de hidrodinâmica não-lineares baseados no MPS (Moving Particle Semi-Implicit Method) e análise de fenômenos hidrodinâmicos não lineares envolvendo escoamento multifásico, interação fluido-estrutura e trocas térmicas com da ampliação das funcionalidades do simulador por meio da implementação de novas equações constituintes baseados em potenciais térmicos, modelagem de corpos elásticos e aprimoramento dos modelos de escoamento multifásico, para o estudo de: 1) Escoamento de óleo, água e gás em reservatórios, poços, ductos e maquinas visando ao aumento da produção de óleo e gás; 2) Fenômenos complexeos de interação fluido-estrutura tais como a otimização de misturadores e hidro-elasticidade; 3) Efeitos das trocas térmicas. Projeto de pesquisa financiado pelo CENPES/Petrobrás. Vigência: 01/2010 a 12/2011. Coordenador: Prof. Dr. Cheng Liang Yee.

Participação como pesquisador do subprojeto: Concepção e Projeto Digital - TIC nas simulações computacionais para auxiliar no desempenho energético sustentável ao longo do ciclo de vida (desde a concepção até o descarte) de empreendimentos de habitação de interesse social (EHIS). Este é um subprojeto de uma Rede de Pesquisa com 7 universidades que busca o desenvolvimento de soluções inovadoras em tecnologia da informação e comunicação aplicadas à construção e arquitetura, visando à melhoria da qualidade e produtividade do segmento da habitação de interesse social, com destaque para: Building Information Modeling (BIM) e outras soluções para suporte ao processo de gerenciamento de projetos; simulação de desempenho; e operação de edificações. Coordendor geral do projeto: Eduardo Toledo Santos.

O projeto tem como objetivo o desenvolvimento de um simulador computacional baseado na discretização do espaço em partículas lagrangeanas e sem malha para estudar fenômenos hidrodinâmicos altamente não lineares de interação sólido-cluído que envolve sólidos de goemtrias complexos, multi-corpos, grandes deformações de superfície livre com fragmentações e junções. Projeto de pesquisa financiado pelo CENPES/Petrobrás. Vigência: 01/2007 a 06/2010. Coordenador: Prof. Dr. Kazuo Nishimoto. Participação: coordenador técnico a partir da segunda etapa do projeto. Participação na coordenação técnica do projeto.

Safety matters related to the liquefied natural gas carriers such as liquid motion and sloshing impact force that appear in the tanks of the carriers, risk evaluation method of the spilled liquefied cargos, etc. were studied in this research. Useful research results about numerical method of the sloshing and ship motion interaction, environmental risk analysis method of spilled cargos and numerical method to estimate vortex induced vibration of pipelines were obtained.

Projeto Temático da FAPESP (Processo No. 04/15737-0), vigência: 07/2006 a 06/2010. Coordenadora: Profa. Dra. Doris C. C. K. Kowaltowski. Participação como pesquisador colaborador do subprojeto: 'Metodologia para auxílio à tomada de decisões com base na teoria dos sistemas nebulosos (fuzzy systems theory) para análise climática no início do processo de projeto de arquitetura'.

O projeto de pesquisa tem como objetivo o estudo das viabilidades técnica e econômica do uso de concreto para a construção de plataformas flutuates para a produção offshore de petróleo e gás na Bacia de Campos. Projeto de pesquisa financiado pelo CENPES/Petrobrás. Vigência: 12/2005 a 08/2007. Coordenador: Prof. Dr. Cheng Liang Yee.

Programa de Inovação em Pequenas Empresas ? Fases I e II (Processo No. 04/14296-0). Coordenadora: Dra. Roberta Baptista Rodrigues. Participação como Consultor.