Prova Completa: Engenheiro Naval (Petrobrás - CESGRANRIO

2156266 Ano: 2011
Disciplina: Engenharia Naval
Banca: CESGRANRIO
Orgão: Petrobrás

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Engenheiro Naval
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Considerando a teoria do elemento de pá, qual o coeficiente de empuxo !$ k_T !$ de um propulsor, onde z é o número de pás, n é a rotação, !$ V_A !$ é a velocidade de avanço, D é o diâmetro, !$ C_L !$ é o coeficiente de sustentação e !$ C_D !$ é o coeficiente de arrasto das seções das pás do propulsor?

Dados:

A

!$ k_T={large{T over ρn^2D^4}}={large{z over 2}}int_{r_b/D}^{1/2}left[ J^2+ left( {large{2 pi r over D}} ight)^2 ight](C_L cos eta+C_D sin eta) {large{c over D}}d left( {large{r over D}} ight) !$

B

!$ k_T={large{T over ρn^2D^4}}=z int_{r_b/D}^{1/2} left[J^2+left( {large{2 pi r over D}} ight)^2 ight](C_L sin eta -C_D cos eta) {large{c over D}}d left( large{r over D} ight) !$

C

!$ k_T={large{T over ρn^2D^4}}=z int_{r_b/D}^{1/2} left[J^2-left( {large{2 pi r over D}} ight)^2 ight](C_L cos eta +C_D sin eta) {large{c over D}}d left( large{r over D} ight) !$

D

!$ k_T={large{T over ρn^2D^4}}={large{z over 2}} int_{r_b/D}^{1/2} left[J^2+left( {large{2 pi r over D}} ight)^2 ight](C_L cos eta -C_D sin eta) {large{c over D}}d left( large{r over D} ight) !$

E

!$ k_T={large{T over ρn^2D^4}}={large{z over 2}} int_{r_b/D}^{1/2} left[J+left( {large{2 pi r over D}} ight)^2 ight](C_D sin eta -C_L cos eta) {large{c over D}}d left( large{r over D} ight) !$

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2156265 Ano: 2011
Disciplina: Engenharia Naval
Banca: CESGRANRIO
Orgão: Petrobrás

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!$ f(x)={large{x over σ^2}}exp left{- left( large{x over σ sqrt2} ight)^2 ight} !$

!$ S_ζ(ω)={large{173H^2_{1/3} over T_1^4}}ω^{-5} exp left{ - {large{692 over T^4_1}}ω^{-4} ight} !$

Sendo dadas a distribuição de Rayleigh e as características de um espectro de mar do tipo Bretschneider, em que !$ H_{1/3} !$= 4,0 m e !$ T_1 !$= 13,0 s, as probabilidades de ocorrerem altura menor do que 1,0 m e amplitude maior do que 1,5 m são, respectivamente,

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2156264 Ano: 2011
Disciplina: Engenharia Naval
Banca: CESGRANRIO
Orgão: Petrobrás

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Considere a equação do movimento linear de um cilindro que flutua verticalmente com um calado T e sujeito a ondas regulares de amplitude !$ ζ_a !$ e frequência angular !$ ω !$.

!$ (m+a)ddot{z}+b ddot{z}+cz=a ddot{ζ}^*+ b dot{ζ}^*+c ζ^* !$

onde

!$ ζ^*=ζ_ae^{-kT} cos(ωt) !$

Qual a resposta em amplitude !$ (z_a/ζ_a) !$ do movimento vertical do cilindro?

A

!$ {large{Z_a over ζ_a}} =e^{-kT}sqrt{ large{(cω^2)^2+(bω)^2 over [(m+a)ω^2]^2+(bω)^2}} !$

B

!$ {large{z_a over ζ_a}}=e^{-kT} large{(aω^2)^2+(bω)^2 over [c-(m+a)ω^2]^2+(bω)^2} !$

C

!$ {large{z_a over ζ_a}}=sqrt{ large{(c-aω^2)^2+(bω)^2 over [c+ω^2]^2+(bω)^2}} !$

D

!$ {large{z_a over ζ_a}}= large{(c-aω^2)^2+(bω)^2 over [c+(m+a)ω^2]^2+(bω)^2} !$

E

!$ {large{z_a over ζ_a}}=e^{-kT} sqrt{ large{(c-aω^2)^2+(b ω)^2 over [c-(m+a) ω^2]^2(b ω)^2}} !$

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2156263 Ano: 2011
Disciplina: Engenharia Naval
Banca: CESGRANRIO
Orgão: Petrobrás

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Realiza-se um teste de oscilação forçada para determinar os coeficientes hidrodinâmicos de um cilindro vertical em função da frequência de excitação. A equação do movimento linear é mostrada a seguir, onde são conhecidas a amplitude e a frequência de excitação.

!$ (m+a)ddot{z}+b ddot{z}+cz=F_a sin(ωt+ε) !$

!$ z=z_a sin(ω t) !$

Dados:

Raio, R = 4 m

Calado, T = 5 m

F_a = 500 N

z_a = 0,5 m

!$ ε !$ = 30°

!$ ω !$, frequência angular de excitação = 0,5 rad/s

!$ γ !$, peso específico da água, 10 kN/m³

g, aceleração da gravidade, 10 m/s²

Os coeficientes hidrodinâmicos de massa adicional, amortecimento e restauração são, respectivamente,

A

a !$ approx !$ 5,76x10⁶ kg; b !$ approx !$ 1,47x10² kg/s; c !$ approx !$ 5,03x10⁵ N/m

B

a !$ approx !$ 2,03x10⁶ kg; b !$ approx !$ 2,61x10² kg/s; c !$ approx !$ 7,05x10⁵ N/m

C

a !$ approx !$ 2,03x10⁶ kg; b !$ approx !$ 4,50x10² kg/s; c !$ approx !$ 7,05x10⁵ N/m

D

a !$ approx !$ 1,76x10⁶ kg; b !$ approx !$ 8,47x10² kg/s; c !$ approx !$ 5,03x10⁵ N/m

E

a !$ approx !$ 1,76x10⁶ kg; b !$ approx !$ 1,00x10³ kg/s; c !$ approx !$ 5,03x10⁵ N/m

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2156246 Ano: 2011
Disciplina: Engenharia Naval
Banca: CESGRANRIO
Orgão: Petrobrás

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Um navio de 130 m, movendo-se em águas profundas, tem a terceira crista do sistema de onda da proa coincidindo com o cavado de popa. Assumindo que a distância entre os dois sistemas de onda é de 0,9 L, a velocidade estimada do navio será

Dado: g = 9,81 m/s²

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2156245 Ano: 2011
Disciplina: Engenharia Naval
Banca: CESGRANRIO
Orgão: Petrobrás

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Uma onda regular tem 0,0224 rad/m de número de onda quando se propaga em águas profundas. Quais serão a profundidade da região fluida e a celeridade, respectivamente, quando essa onda tiver apenas 88 m de comprimento?

Dado: g = 10,0 m/s²

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2156244 Ano: 2011
Disciplina: Engenharia Naval
Banca: CESGRANRIO
Orgão: Petrobrás

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A forma correta para um perfil de velocidade polinomial cúbico no interior da camada limite sobre uma placa plana, em uma análise de quantidade de movimento, onde U é a velocidade do escoamento incidente e !$ delta !$ é a espessura da camada limite, é

Dado:!$ {large{u over U}}=A+B {large{y over delta}}+C {large{y^2 over delta^2}}+D {large{y^3 over delta^3}} !$

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2156243 Ano: 2011
Disciplina: Engenharia Naval
Banca: CESGRANRIO
Orgão: Petrobrás

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Engenheiro Naval
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Qual o perfil de velocidade do escoamento permanente, incompressível e totalmente desenvolvido entre dois planos infinitos paralelos, separados por uma altura h com gradiente de pressão dado por !$ eta !$?

A

!$ u(y)={large{ eta over 2 μ}} left( {large{h over 2}} ight) left[ left( {large{ y over h}} ight) -1 ight] !$

B

!$ u(y)={large{ eta over μ}} left( {large{h over 2}} ight)^2 left[ left( {large{2y over h}} ight)^2 -1 ight] !$

C

!$ u(y)= {large{eta h^2 over 2 μ}} left[ left( {large{2y over h}} ight)^2 -1 ight] !$

D

!$ u(y)={large{ eta over 2 μ}} left( {large{h over 2}} ight)^2 left[ left( {large{2y over h}} ight)^2 -1 ight] !$

E

!$ u(y)={large{ eta h^2 over μ}} left[ left( {large{y over h}} ight)^2 -1 ight] !$

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2156241 Ano: 2011
Disciplina: Engenharia Naval
Banca: CESGRANRIO
Orgão: Petrobrás

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Sobre Teste de Inclinação de navios, analise as afirmações a seguir.

I - Lanças de guindastes, baleeiras, aparelhos ou paus de carga devem estar fixos e em posição de viagem no momento de cada leitura, e tampas de escotilhas devem, sempre que possível, estar fechadas.

II - Líquidos pertencentes a caldeiras, equipamentos e tubulações devem ser mantidos, tanto quanto possível, nos seus níveis normais de operação.

III - Seu objetivo é a determinação da distância KG da quilha ao seu centro de gravidade na condição leve, logo após o término de sua construção e/ou após obras e alterações de construção que levem a uma suposta alteração na posição do centro de gravidade.

Está correto o que se afirma em

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2156240 Ano: 2011
Disciplina: Engenharia Naval
Banca: CESGRANRIO
Orgão: Petrobrás

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Sobre a estabilidade transversal de navios, analise as afirmações a seguir.

I - Ângulo de emborcamento é o ângulo onde termina a faixa de estabilidade.

II - Um navio com o centro de gravidade localizado acima de seu metacentro possui estabilidade.

III - A declividade na origem da curva de estabilidade estática (braço de endireitamento em metros x ângulo de inclinação em radianos) de uma embarcação é equivalente à distância em metros de seu centro de gravidade G ao seu metacentro M transversal.

Está correto o que se afirma em