Gustavo Roque da Silva Assi.

Experimental investigation of the flow-induced vibrations occurring on the stay vanes of turbines of hydropower plants. The vibration induced by the emission of vortices or other fluidelastic phenomena may generate cracks that will damage the steel plates that act as the stay vanes of the turbine rotor. Experiments have been performed with reduced models in a recirculating water channel.

Este projeto visa a análise da interação de um protótipo de uma fonte sísmica marinha de baixa frequência (SURDO) com o escoamento a seu redor, a fim de se entender o comportamento hidrodinâmico de tal fonte durante a aquisição de dados sísmicos marinhos. A análise incluirá testes experimentais a serem realizados em um canal de água circulante, em uma base oceânica, dotada de braço giratório de reboque, e em um tanque de provas (de reboque). Serão também realizadas simulações computacionais empregando: (i) ferramentas numéricas desenvolvidas no Núcleo de Dinâmica e Fluidos (NDF) da Universidade de São Paulo (USP), com o objetivo de se estudar o escoamento ao redor da fonte e comparar com os resultados obtidos nos experimentos e testes similares realizados no campo; (ii) ferramentas computacionais específicas, como o programa ORCAFLEX, para estudo da dinâmica do sistema de reboque. Os testes e experimentos utilizarão modelos em escala reduzida do protótipo da fonte sísmica, e serão realizados da seguinte forma: (i) primeiramente no ?Canal de Água Circulante?do Núcleo de Dinâmica de Fluidos (NDF), da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (Poli/USP); (ii)em seguida utilizando o braço giratório(LMO/TPN) instalado no Calibrador Hidrodinâmico (CH) do Tanque de Provas Numérico (TPN) da Poli/USP; (iii) e, finalmente, no tanque de provas (de reboque) do Centro de Engenharia Naval e Oceânica (CNAVAL) do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT)1.Uma vez que modelos do protótipo tenham sido submetidos a essa bateria de testes laboratoriais, será realizado um teste no mar, do protótipo em si. Este teste, porém, será realizado fora do escopo deste acordo de cooperação.

O projeto tem por objetivo conceber novos mecanismos de atenuação das vibrações induzidas por vórtices (VIV) em risers e outras estruturas oceânicas. Planeja-se analisar o efeito da instalação de strakes em cilindros longos e flexíveis através da realização de ensaios com modelos reduzidos e simulações numéricas. Atuo principalmente no dimensionamento e execução dos experimentos realizados no Canal de Água Circulante do NDF. Coordenador: Julio Romano Meneghini. Financiadores: FINEP e Petrobras

Este projeto objetivava desenvolver uma ferramenta numérica para estimativa do amortecimento hidrodinâmico no movimento de roll de embarcações tipo FPSO. Os modelos numéricos foram validados com resultados obtidos de testes de decaimento e oscilação forcada realizados com modelos no Canal de Água Circulante do NDF / EPUSP. Diversas configurações de Bolinas foram instaladas em dois tipos de embarcações: um casco prismático, mais simples, utilizado na validação das simulações bidimensionais; e um casco típico FPSO, empregado na validação das simulações tridimensionais que empregaram o método de strip-theory. Fui responsável pela elaboração dos experimentos no Laboratório de Hidrodinâmica. Coordenador: Julio Romano Meneghini. Financiador: Petrobras.

Neste projeto foi investigado o fenômeno de vibração induzida por vórtices (VIV) em elementos cilíndricos de trocadores de calor de três reatores para produção de óxido de eteno. Utilizou-se, inicialmente, modelos analíticos simplificados acompanhados por estudos de dinâmica dos fluidos computacional (CFD) para se estimar as amplitudes e freqüências de oscilação dos tubos. Em seguida, foi desenvolvida uma bancada experimental, montada com os próprios tubos do feixe, para avaliar o efeito das vibrações sobre a carga interna de pastilhas catalisadoras e conseqüente perda de carga no escoamento interno. Fui responsável pela realização da parte experimental. Coordenador: Julio Romano Meneghini. Financiador: Grupo Ultra, Oxiteno S/A.

Através de simulações numéricas, analisou-se o escoamento ao redor de cascos de navios com e sem bolinas. Resultados do escoamento bidimensional de través a um casco de navio com e sem bolina foram obtidos juntamente com o amortecimento hidrodinâmico no movimento de roll. Efeitos de onda e superfície livre foram investigados. Os resultados obtidos foram comparados com resultados experimentais obtidos no IPT. Coordenador: Julio Romano Meneghini. Financiadores: Petrobras.

OTIC.NPO.2 - O objetivo deste projeto é desenvolver e projetar um dispositivo de separação (captura) de CO2 de fluxo de gás natural que atenda especificamente às condições de exploração offshore de petróleo e gás no Brasil e que seja controlável para se adaptar a diferentes pontos operacionais, mantendo o desempenho ideal.

OTIC.LCP.2 - Investigar a viabilidade técnica/operacional de parques eólicos com turbinas eólicas flutuante (FOWT) para aplicação em águas profundas, considerando FOWT montadas sobre unidades flutuantes de forma a atender demandas por eletricidade de sistemas/subsistemas de plataformas de petróleo. Tecnologias de turbinas eólicas de eixo vertical e horizontal serão investigadas. Unidades flutuantes, linhas de amarração e cabos serão desenvolvidos por experimentos em tanques de ondas e abordagem analítica.

OTIC.DGT.7 - Neste projeto aplicar-se-ão sistemas de realidade aumentada e interação humano-máquina às estratégias de difusão do conhecimento e às metodologias de avaliação da percepção pública nos temas de pesquisa da "Offshore Technology of Tomorrow". Aplicar-se-ão modelos das ciências sociais e cognitivas para avaliar como se dá a percepção das diversas esferas da Sociedade com relação ao avanço da tecnologia de exploração offshore num contexto de transição energética.

Sistemas offshore de Longa Permanência devem ser pensados quando passam a ser constituídos dentro de um ambiente de negócios de muito longo prazo, visando explorar, de forma integrada, a totalidade do potencial energético, mineral e econômico dos oceanos, agregando à já consolidada produção offshore de petróleo e gás natural, tantas outras opções de desenvolvimento como a geração elétrica offshore; o embarque de atividades industriais, que possam monetizar os recursos naturais explorados em ambiente marinho; soluções de captura, utilização e armazenamento de carbono (CCUS, do inglês Carbon Capturing, Utilization and Storage); bases logísticas e/ou de ocupação estratégica e econômica de zonas oceânicas distantes da costa; bem como bases de apoio para atividades de pesquisa dos mares ou mesmo para um desenvolvimento futuro de comunidades de habitação offshore. O projeto analisará propostas-conceito que podem ser sugeridas para os campos offshore brasileiros de Búzios e Libra, considerando seus desafios tecnológicos, estratégicos, de despesas de capital (CAPEX), incluído seus aspectos financeiros, bem como as expectativas de custos de operação (OPEX).

O projeto busca o desenvolvimento de um modelo de análise e de simulação, com dimensões quantitativas (via planilhas excel) e qualitativas, que permita analisar os elementos estratégicos, ambientais, logísticos e regulatórios para que soluções de SSM-FLNG façam sentido dentro das realidades de produção de óleo e gás natural offshore, com olhares voltados tanto para as demandas energéticas domésticas como internacionais, que deverão ser atendidas ao longo das próximas décadas. Agrega-se ao objetivo principal deste trabalho o desafio de apresentar os primeiros estudos detalhados de dimensionamento e caracterização econômica e financeira para a implantação de um sistema de SSM-FLNG no ambiente offshore brasileiro. O trabalho considera dois estudos de caso.

The main objective of this project is the understanding and mastery of the shaping and change of perceptions, attitudes, resistance, and other subjective features of the Brazilian population on both climate and technology issues for cleaner energy and its development in applications associated with NBS, CCU, CHG and BECCS. Social perception was always seen as an essential dimension of various energy issues. However, over the last decades, the energy industry and policy makers, particularly in the O&G industry, perceive that social perception is becoming a much more significant challenge that profoundly affects our energy future. The project aims to adopt the state-of-art approaches on energy social science that are mainly discussed in the Carbon Capture and Storage and fracking social research in the USA, UK, Europe, Canada and Australia, providing technologically innovative elements and scientific advance drawing upon concepts, methods and theories from a wide range of disciplines in social sciences as sociology, psychology, environmental psychology, anthropology, economy, politics, history and geography. 
As the main challenge of the project, we expect that energy social science may provide critical insights into many global and local social problems related to energy production, distribution and consumption, such as social opposition to energy transformation and the public controversy about climate change.

Objetivo: Projeto, construção e validação de um novo sistema passivo para absorção de ondas para permitir a utilização do tanque de ondas como ferramenta didático do ensino de hidrodinâmica.

O projeto de pesquisa e desenvolvimento ?CO2CHEM? lançado pela a Repsol Sinopec vai trabalhar no desenvolvimento de tecnologias inovadoras de captura de CO2 para produção sustentável e economicamente viável de hidrocarbonetos verdes, ou seja, compostos químicos produzidos através de processos industriais que não emitem gases do efeito estufa. Esses hidrocarbonetos podem ser combustíveis verdes, como diesel e gasolina verde, ou até parafinas especiais utilizadas na fabricação de vários produtos utilizados no nosso dia a dia.

O ensino de Engenharia Naval passa, necessariamente, por práticas experimentais e de laboratório essenciais para a formação do aluno. Por se tratar de uma engenharia focada num objeto de estudo, a embarcação, há uma identificação forte do aluno com o objeto sendo estudado. Contudo, a construção de um navio real é algo impraticável no contexto do curso; muitos alunos só terão contato com o projeto e construção de uma embarcação real após a conclusão do curso na Escola (isso quando permanecem na área naval).

Este projeto se propõe a estimular o pensamento crítico do Engenheiro através de reflexões no campo da Filosofia da Tecnologia.

Projeto vencedor do Prêmio ANP de Inovação Tecnológica de 2019. O objetivo do projeto é desenvolver uma metodologia para construção de cavernas de sal por dissolução salina, armazenamento e separação de CO2 (gás carbônico) e CH4 (metano) em alta pressão, produzindo assim um sistema CCS. Os principais entregáveis serão os estudos de construção de cavernas na camada salina, assim como formas de monitoramento da integridade estrutural da caverna e gerenciamento de risco durante o armazenamento de CO2, sendo resultados secundários os estudos de separação de CO2/CH4, metodologia de operação do cluster de cavernas, estudo de impacto ambiental e desenvolvimento de sistema flutuante ou solução subsea combinada a equipamentos de topside do FPSO para operação da caverna.

Através da aproximação com universidades latinoamericanas com cursos de Engenharia Naval, estabelecer a "Alianza Académica de Ingeniería Naval y Oceánica en la América Latina".

Stay vanes of hydraulic turbines are susceptible to flow induced vibration and may develop cracks caused by structural fatigue. Most of the problems observed in the industry followed a certain pattern: noise or vibration appeared for distributor openings greater than 70% and although they were reason for concern they were not considered serious enough to prevent the machine to start commercial operation. In the present study, an experimental investigation of the dynamic loads acting on models of stay vanes will be developed. Experiments will be conducted with scaled models in a controlled laboratory environment.

O projeto propõe estudos conceituais de três embarcações tendo como combustível o gás natural liquefeito (GNL). O estudo iniciou-se com a elaboração de um roadmap sobre as possibilidades de emprego do gás natural, mais especificamente, gás natural liquefeito considerando a disponibilidade desse recurso no país, analisando as condições e as restrições políticas, financeiras, geográficas, técnicas e logísticas e avaliando as regulamentações ambientais atuais e futuras. Concomitante, avaliaram-se novas tecnologias de GNL aplicáveis às embarcações e aos terminais, bem como os requisitos de infraestrutura para o fornecimento, estocagem, abastecimento e de operação de GNL como combustível. Considerando o mercado de transporte marítimo e tendências ambientais, levantaram-se as perspectivas de mercado para a implementação de GNL, incluindo aspectos de regulamentação nacional e de perspectivas da indústria naval brasileira.

Três projetos conceituais de embarcações adaptadas às condições brasileiras, em diferentes níveis de detalhe, foram propostos, ou seja, uma embarcação de apoio offshore, um navio tanque aliviador e uma unidade FSRU (Floating Storage Regasefication Unit). Entretanto, diferentemente do proposto inicialmente, o projeto da embarcação de apoio offshore teve seu foco direcionado ao sistema de propulsão/energia (sistema diesel-elétrico), em que se pretende, adotando-se uma propulsão híbrida com inclusão de baterias e utilizando GNL, desenvolver uma metodologia e avaliar alternativas que minimizem o consumo de combustível e a emissão de poluentes para um dado perfil operacional, incluindo no estudo a verificação de dimensões/formas e de parâmetros associados ao desempenho em trânsito e ao posicionamento dinâmico. Adicionalmente, pretende-se realizar uma avaliação econômica considerando custos operacionais e de capital e comparação com embarcações de propulsão tradicional. Finalmente, com relação às outras embarcações, o escopo será melhor especificado ao final do presente trabalho.

O projeto prevê o desenvolvimento de um canal de água recirculante, com superfície livre, para a realização de experimentos na área de hidrodinâmica de cascos e dinâmica de estruturas oceânicas em geral. O projeto deste equipamento terá ênfase nas aplicações didáticas, o que permitirá seu uso em disciplinas de graduação e pós-graduação na Escola Politécnica da USP.

O transplante cardíaco é o tratamento mais efetivo para crianças em estágios avançados de insuficiência cardíaca. Os dispositivos de assistência ventricular (DAVs) permitem a manutenção da maioria das crianças até a realização do transplante cardíaco, resultando em maior eficiência na utilização de órgãos em crianças e adolescentes e diminuição da mortalidade na lista de espera. O suporte mais comumente utilizado em crianças em estado grave de insuficiência cardíaca ou respiratória é o sistema conhecido como ECMO (do inglês extra corporeal membrane oxygenation) indicado somente para tratamentos de curta-duração. O objetivo da presente proposta é desenvolver um DAV e ECMO para pacientes pediátricos que permitam o suporte circulatório de curta e de longa duração. No projeto serão abordados: 1) o desenvolvimento de um DAV com escoamento de fluido otimizado para pacientes de peso abaixo de 25 Kg, 2) desenvolvimento e testes de novos processos de tratamento e funcionalização das superfícies de contçto com o sangue diminuindo as complicações (AU)

Com a retomada do programa de projeto e construção de submarinos com propulsão nuclear, a Marinha do Brasil vê-se com a necessidade de construir novos laboratórios e instalações para suprir a demanda tecnológica que um projeto desta magnitude requer. Cria-se, então, o LABHIDRO da Marinha do Brasil, que contará com três laboratórios hidrodinâmicos de grande porte e última tecnologia: um tanque de reboque, um tanque de manobras e um túnel de cavitação. Este estudo se enquadra no projeto do Túnel de Cavitação do LABHIDRO (TC). O projeto hidrodinâmico e acústico de um túnel de cavitação exige cuidados especiais no estudo das geometrias dos elementos internos como: contração, difusores, bomba, aletas defletoras, colméias, dentre outro. Contudo, não basta que o escoamento interno seja bem comportado e controlado, mas que o nível de ruído na seção de testes seja o menor possível. De fato, além do projeto hidrodinâmico do túnel, é necessário um detalhado estudo hidroacústico que envolve, inclusive, técnicas de absorção e redução de ruído.

A supressão de vibrações induzidas pelo escoamento tornou-se uma grande preocupação para a indústria offshore quando a exploração de petróleo alcançou as chamadas águas ultra profundas. À medida que as correntes marinhas alteram sua direção e sentido ao longo do comprimento dos dutos, torna-se praticamente impossível evitar que algumas das tubulações (risers) entrem em regime de interferências com as demais estruturas submersas. Como resultado, a possibilidade de risers desenvolverem severas vibrações ou se colidirem aumenta perigosamente.
Este trabalho pretende desenvolver novos métodos supressores capazes de mitigar as vibrações sem aumentar o arrasto hidrodinâmico que age na estrutura. Além do interesse científico, o problema também suscita desafios extremamente práticos e de grande interesse da indústria offshore. Afinal, soluções inovadoras e eficientes têm demanda e urgência na exploração dos novos campos de petróleo em alto mar.
O maio esforço investigativo se dará com ensaios experimentais com modelos reduzidos. Porém, o projeto ainda prevê modelagem analítica, simulações numéricas e métodos de otimização das soluções encontradas. Este estudo decorre da experiência bem-sucedida do pesquisador responsável em identificar famílias de supressores com bom potencial de operação.

O projeto prevê o desenvolvimento e contrução de um canal recirculante para operação com misturas de água e glicerina. Este equipamento permitirá experimentos de hidrodinâmica, hidroelasticidade e interação fluido estrutura em faixas de números de Reynolds muito inferiores às atualmente obtidas em canais de água. Os resultados destes estudos devem gerar material para comparação e validação de métodos numéricos de simulação de escoamentos.

As técnicas CFD ("Computational Fluid Dynamics"), no escopo do escoamento viscoso em torno de cascos de embarcações submersas, são empregadas na avaliação de desempenho propulsivo, de manobra, de operação de emersão e afundamento, de configuração de instrumentação externa ao casco, de configuração de apêndices (vela; superfícies de controle), de análise de ruído, e outras.
As aplicações são feitas nos âmbitos civil (p. ex.: veículos submersíveis de operação autônoma ou remota) e militar (p. ex.: submarinos; torpedos), com objetivos, no primeiro caso, de apoio às atividades econômicas e de segurança ("safety") offshore, e, no segundo caso, de apoio às atividades de segurança ("security") nacional.
Em todos os casos, a modelagem analítico-numérica e sua implementação computacional devem ser acompanhadas, no seu desenvolvimento e na sua validação, por testes experimentais.
O método numérico RANS ("Reynolds Averaged Navier Stokes") está em franco desenvolvimento para as aplicações citadas, porém longe de estar consolidado, sendo que certos tópicos se encontram na fronteira do conhecimento, como por exemplo: a escolha e a aplicação de modelos de turbulência; o tipo, a extensão e a granularidade da malha; a estabilidade, a convergência e a precisão das soluções; a otimização dos processamentos para viabilizá-los no projeto de embarcações e de seus apêndices.
A técnica experimental PIV ("Particles Image Velocimetry), que permite o levantamento do campo de escoamento, também está em desenvolvimento para as aplicações citadas, havendo questões abertas relevantes quanto à modelagem experimental, à captura do comportamento aleatório da turbulência, à identificação e interpretação das imagens, ao processamento das imagens para se chegar às variáveis cinemáticas e dinâmicas relevantes, e outras.
O presente projeto incorpora os desafios do método numérico-computacional RANS à técnica experimental PIV para o caso específico de embarcações submersas, partindo inicialmente de simulações simplificadas, com geometrias axi-simétricas e cilíndricas, e prosseguindo para simulações mais complexas, como avaliação da esteira em situações em que o casco se desloca com ângulos de guinada.
O objetivo da pesquisa é o desenvolvimento tecnológico colaborativo de ferramenta de apoio ao projeto hidrodinâmico de embarcações submersas em avanço e em manobras. Ela se constitui em um conjunto de métodos, procedimentos e orientações para sua adequada aplicação. Apóia-se em métodos analítico-numéricos e experimentais, configurados e validados no âmbito dos casos de interesse da pesquisa.
A formatação da proposta da pesquisa em redes colaborativas leva também à disponibilização em ambiente digital (durante o projeto) e em livro (ao final) de informações sintetizadas e geradas durante sua vigência, potencializando a criação, transferência e inovação de experiências de interesse para a sustentabilidade da indústria naval e "offshore" nacional.