Mejora del diseño utilizando optimización topológica para el diseño de la estructura del marco de un tanque ISO de LNG de 40 pies
Autores: Tuswan, Tuswan; Andrian, Muhammad; Amiruddin, Wilma; Muttaqie, Teguh; Sari, Dian Purnama; Bisri, Ahmad; Yuniati, Yuniati; Soetarjo, Meitha; Utina, Muhammad Ridwan; Harmadi, Rudias
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Mejora del diseño utilizando optimización topológica para el diseño de la estructura del marco de un tanque ISO de LNG de 40 pies
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Diseño de procesos industriales
Palabras clave
Contenedores de tanques ISO
Entrega de gas natural licuado a granel
Islas de Indonesia
Diseño de marco de tanque ISO
Marco de optimización de topología
Diseño de marco estructural.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Los contenedores de tanques ISO de GNL son una solución para la entrega de gas natural licuado (GNL) a granel a las islas exteriores de Indonesia que no están conectadas a la red de gasoductos. El diseño de un marco de tanque ISO debe considerar dos parámetros críticos: la resistencia/rígidez y el ahorro de peso, que afectan el rendimiento operativo del proceso de distribución. La investigación actual tiene como objetivo optimizar numéricamente el diseño del marco estructural de un tanque ISO de GNL de 40 pies para una operación de transportador de GNL mini utilizando un marco de optimización topológica. Se utilizan dos soluciones de diseño en el marco de optimización topológica: reducir la energía de deformación y la masa retenida. Se seleccionó la masa retenida como la función objetivo a minimizar, que se asumió en un 60-80%. El diseño del marco propuesto se prueba utilizando tres escenarios de carga operativa, incluidos pruebas de inclinación, elevación y apilamiento, basadas en la norma ISO 1496. Las pruebas de malla de convergencia se evaluaron inicialmente para obtener la densidad de malla adecuada en el análisis de elementos finitos (FEA). Los hallazgos de la simulación muestran que el método de optimización topológica del diseño del marco resultó en un diseño mejorado, con un aumento en la relación de ahorro de resistencia a peso. Un resultado prometedor del escenario de optimización demuestra ahorros de peso de aproximadamente 18.4-37.3%, con tensiones experimentadas por debajo de los criterios límite. Se encontró que disminuir la masa retenida causa un aumento significativo de la tensión en el marco estructural y en las fundiciones de esquina ISO, especialmente en la carga de apilamiento. La recomendación crítica en el diseño del marco del tanque ISO de GNL puede mejorarse eliminando el soporte de silla y el marco inferior y aumentando el grosor del marco vertical.
Descripción
Los contenedores de tanques ISO de GNL son una solución para la entrega de gas natural licuado (GNL) a granel a las islas exteriores de Indonesia que no están conectadas a la red de gasoductos. El diseño de un marco de tanque ISO debe considerar dos parámetros críticos: la resistencia/rígidez y el ahorro de peso, que afectan el rendimiento operativo del proceso de distribución. La investigación actual tiene como objetivo optimizar numéricamente el diseño del marco estructural de un tanque ISO de GNL de 40 pies para una operación de transportador de GNL mini utilizando un marco de optimización topológica. Se utilizan dos soluciones de diseño en el marco de optimización topológica: reducir la energía de deformación y la masa retenida. Se seleccionó la masa retenida como la función objetivo a minimizar, que se asumió en un 60-80%. El diseño del marco propuesto se prueba utilizando tres escenarios de carga operativa, incluidos pruebas de inclinación, elevación y apilamiento, basadas en la norma ISO 1496. Las pruebas de malla de convergencia se evaluaron inicialmente para obtener la densidad de malla adecuada en el análisis de elementos finitos (FEA). Los hallazgos de la simulación muestran que el método de optimización topológica del diseño del marco resultó en un diseño mejorado, con un aumento en la relación de ahorro de resistencia a peso. Un resultado prometedor del escenario de optimización demuestra ahorros de peso de aproximadamente 18.4-37.3%, con tensiones experimentadas por debajo de los criterios límite. Se encontró que disminuir la masa retenida causa un aumento significativo de la tensión en el marco estructural y en las fundiciones de esquina ISO, especialmente en la carga de apilamiento. La recomendación crítica en el diseño del marco del tanque ISO de GNL puede mejorarse eliminando el soporte de silla y el marco inferior y aumentando el grosor del marco vertical.