ANSYS, innovatore globale nel campo delle tecnologie di simulazione progettate per ottimizzare i processi di sviluppo prodotto, ha annunciato che il suo software è stato utilizzato con successo nella costruzione di una stazione di pompaggio in un territorio incline alle tempeste come New Orleans. Gli ingegneri che dovevano progettare un più efficiente sistema di pompaggio delle acque, hanno dovuto affrontare una serie di sfide. Poiché le piattaforme sono parzialmente sommerse, tutti i problemi di progettazione dovevano essere individuati e affrontati prima che la costruzione avesse inizio. Inoltre, il progetto doveva essere completato prima dell’inizio della stagione degli uragani. Il lavoro è stato commissionato dopo uno degli uragani più disastrosi degli Stati Uniti – sia per numero di morti che per danni economici – il famigerato Katrina, che ha devastato la costa del Golfo. Quando l’uragano di categoria 2 Gustav ha colpito nel 2008, piattaforme e pompe hanno tenuto le acque sotto controllo, confermando il successo e l’accuratezza dei risultati della simulazione ANSYS.
Quando un uragano o altri agenti atmosferici colpiscono, l’unità di pompaggio ad alta potenza deve lavorare a pieno regime per drenare l’acqua in eccesso da New Orleans che si trova al di sotto del livello del mare. I macchinari –turbine, motori diesel, gearbox e tubature associate – producono vibrazioni e altre sollecitazioni che possono creare seri problemi alle piattaforme. Il consulente per progettazione e analisi, Mechanical Solutions Inc. (MSI), che ha eseguito i lavori per conto di Weston Solutions Inc., ha utilizzato il software ANSYS per simulare gli “stress” subiti dalla piattaforma di pompaggio lungo la 17esima Street Canal, assicurando in questo modo che il sistema funzioni ottimamente durante le tempeste.
La progettazione simulation-driven con il software ANSYS consente alle aziende di determinare possibili problemi in una fase preliminare della progettazione, molto prima che una struttura o un prodotto vengano costruiti. Inoltre, diverse modifiche al progetto possono essere rapidamente simulate e i corrispondenti effetti opportunamente valutati. “Il nostro approccio con ogni progetto è quello di portare valore aggiunto attraverso l’individuazione e l’attenuazione del rischio in fase precoce per ridurre i costi potenziali di eventuali modifiche dopo la costruzione. Utilizzando il software ANSYS per simulare la risposta vibrazionale della piattaforma, eravamo sicuri che il sistema di pompaggio avrebbe prodotto ottime performance e così è stato”, ha affermato William J. Kelly, principal engineer di Mechanical Solutions”. Inoltre, la simulazione ci è stata utile anche per rispettare la rigida “deadline” imposta dalla natura, individuando le criticità nella fase iniziale del processo di progettazione di modo che la piattaforma potesse essere completata prima della stagione degli uragani”.
MSI ha utilizzato il consolidato approccio design audit per caratterizzare e predire il comportamento delle frequenze naturali e dei livelli di vibrazione strutturali del sistema in diverse location. Il team ha tenuto conto delle condizioni del terreno per valutare la risposta della piattaforma alle vibrazioni. Gli ingegneri hanno effettuato delle analisi per valutare le forze impartite alla piattaforma da motori diesel, gearbox e pompe. MSI ha inoltre analizzato le frequenze fino a 120 hertz, corrispondenti alla frequenza firing cylinder dei motori diesel, e ha calcolato i carichi di squilibrio rotanti e le condizioni di fase imposte dagli ingranaggi e dalle ventola della pompa. I risultati hanno indicato che il caso peggiore si verifica quando lo squilibrio dei carichi si verifica su tutte e 11 le pompe. Infine, MSI ha eseguito una valutazione acustica delle tubature di scarico per valutare il potenziale di risonanza acustica all’interno del tubo da 9 piedi che conduce alle acque lacustri.
