طراحی بهینه یک سیستم انتقال نفت به کمک تحلیل المان محدود و الگوریتم ژنتیک چندهدفه و تحلیل مودال آن در شرایط کاری و غیرکاری

یکی از مهم ترین موارد در طراحی سیستم های انتقال نفت ، طراحی مناسب و بهینه سیستم پایپینگ آن است . در برخی از موارد با توجه به شرایط محیطی ، امکان استفاده از کمترین تعداد ساپورتها موجود می باشد. در این راستا چیدمان بهینه ساپورتها دارای اهمیت ویژهای می باشد. در این مطالعه یک سیستم انتقال نفت به کمک تحلیل المان محدود و الگوریتم ژنتیک چندهدفه در بستر نرم افزار ANSYS به صورت بهینه طراحی می شود. روش مورد استفاده، بهینه سازی به کمک سطح پاسخ می باشد. در سیستم نهایی تغییر شکل ها، ممانهای خمشی و تنش ها به صورت کمینه می باشند. سیستم انتقال نفت تحت شرایط فشار داخلی و دمای کاری و همچنین اثر وزن خط لوله انتقال و سیال نفت تحلیل می شود. از المانهای پایپ جهت بهبود دقت حل نهایی و از مدل غیرخطی و مرتبه دوم آنها برای خم های خط لوله انتقال استفاده شده است . در انتها فرکانس های طبیعی و شکل مودهای طبیعی به کمک تحلیل المان محدود در نرم افزار استخراج می گردد. در تحلیل مودال، سیستم در شرایط غیر کاری و همچنین شرایط کاری تحلیل می شود تا اثرات شرایط کاری مانند تغییر شکل بر فرکانس های طبیعی بررسی گردد. تحلیل مودال در شرایط کاری به صورت تحلیل مودال پیش تنیده می باشد. نتایج نشان دهنده افت فرکانس های طبیعی در شرایط کاری می باشد. این مساله به دلیل تغییر شکل های موجود و افزایش جرم کلی سیستم به دلیل حضور سیال نفت می باشد. دامنه ارتعاشات فرکانس های طبیعی استخراج شده در مطالعه حاضر در نگه داری و تعمیرات سیستم انتقال نفت براساس روش ارتعاشات بسیار پرکاربرد و حیاتی هستند.

کلیدواژه ها:

طراحی بهینه ، سیستم انتقال نفت ، تحلیل المان محدود ، الگوریتم ژنتیک چندهدفه ، تحلیل مودال