Comparação da resposta acústica e fluidoestrutural de um pistão subaquático utilizando métodos analíticos e o método dos elementos finitos

Abstract

No segmento da indústria de petróleo e gás, quando falamos em prospecção de petróleo, análises acústicas de baixa frequência de fontes como sonares e sondas, tem ganhado bastante visibilidade recentemente. Este fenômeno ainda carece de estudos mais aprofundados para determinar os métodos de cálculo mais pertinentes e que representem melhor as respostas acústicas. É neste cenário que uma comparação entre diferentes métodos de cálculo da resposta da onda se faz necessária. Este trabalho tem como foco comparar a resposta acústica de um pistão subaquático de quatro formas independentes. Dois modelos analíticos são formados, um resolvendo a problemática para um modelo de fluido, de acordo com as equações de Navier-Stokes, enquanto o outro usa a formulação ondulatória, a partir da equação de Helmholtz. Além destes, dois modelos correspondentes são montados, a partir do método de elementos finitos. Um destes se usa de formulação de interação fluido-estrutura (Fluid-Structure Interation – FSI), enquanto o outro faz uma análise acústica, a partir da equação de Helmholtz. Uma comparação entre os modelos é feita, variando parâmetros como distância e frequência.