Studio numerico della risposta strutturale di tubazioni pipe in pipe

In this text, a new approach is used in the structural study of pipe-in-pipe risers. A different perspective on the local and global analisys of nonhomogeneus pipe systems is used and under certain hypothesis some of the main effects can be uncoupled into two parts. This way, all nonlinearities were concentrated in a numerically less expensive part rendering great calculation performances. Another achievement is the development of a mesh refinement procedure that combines the major advantages of classic and mixed FEM formulations. This method can be used as a good resource in a big branch of nonlinear numerical analisys, also outward of the structural field. Even thought frequently negleted in literature, the anelastic thermal effects proved to be one of the most relevants to the final stress state. Lastly, some very unintuitive phenomena relations have been highlighted by the suggested method.

In questo testo, si usa un’approccio inedito nello studio strutturale dei pipe-in- pipe risers affrontando da una nuova prospettiva il paradigma dello studio globale e locale di tubazioni non omogenee. Sotto alcune ipotesi si disaccoppiano gli effetti principali del problema dividendo l’analisi in due tappe. In questo modo si riesce a concentrare le principali non linearità in una parte computazionalmente meno onerosa, ottenendo ottime prestazioni numeriche. Altrettanto importante é stata la verifica di come i metodi degli elementi finiti, nelle formulazioni classica e mista, possono cooperare abbinando i suoi principali vantaggi. In questo contesto si é sviluppato un metodo nuovo di raffinamento di griglia che, facendo uso di entram- be le formulazioni, può essere molto utile in diversi ambiti dell’analisi numerica non lineare. Fisicamente é stato possibile concludere che gli effetti anelastici che derivano dalla distribuzione di temperatura, nonostante spesso trascurati in lette- ratura, sono tra i fenomeni più importanti in questo tipo di tubazione. Per ultimo, l’analisi complessa dei fenomeni ha evidenziato numerevoli comportamenti contro intuitivi nella risposta strutturale finale.