Observatorio de I+D+i UPM

Memorias de investigación
Research Project:
OPTIMIZACIÓN DEL TRANSPORTE DE GAS LICUADO EN BUQUES LNG MEDIANTE ESTUDIOS SOBRE INTERACCIÓN FLUIDO-ESTRUCTURA
Year:2014
Research Areas
  • Mechanical aeronautics and naval engineering
Information
Abstract
El transporte de gas natural licuado (GNL) y su almacenamiento suponen un reto tecnológico y científico crucial por motivos de seguridad, de rentabilidad económica y de dependencia energética. Este transporte y almacenamiento se produce a temperaturas extremadamente bajas, lo que impide el compartimentado de los contenedores. En este contexto adquiere mucha importancia la determinación precisa de las cargas provocadas por el movimiento violento del fluido en el interior de los tanques (sloshing) que pueden provocar problemas estructurales y amplificar los movimientos del buque afectando a la seguridad del mismo. El desconocimiento preciso de estas cargas obliga a tratar este problema en la actualidad mediante una limitación operacional muy estricta en los niveles de llenado de los tanques con sus correspondientes costes añadidos. Los antecedentes del proyecto se centran en las acciones de I+D realizadas por el Grupo del Canal de Ensayos Hidrodinámicos (CEHINAV, http://canal.etsin.upm.es) durante la última década sobre las cargas fluido-dinámicas en tanques de buques. A esta experiencia se une toda la investigación realizada por parte del grupo a lo largo del desarrollo del proyecto del Plan Nacional de Investigación 2010 "Caracterización numérica y experimental de las cargas fluido dinámicas en el transporte de gas licuado" que fue concedido a este grupo. Como resultado de dichas acciones, CEHINAV ha desarrollado un código basado en SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) para la simulación de cargas fluido-dinámicas en tanques (ver en anexo II, fig 1), código que el grupo ha validado con la realización de experimentos a escala y que ha dado lugar a numerosas publicaciones (verhttp://canal.etsin.upm.es/PAPERS/). SPH es una técnica muy adecuada para resolver este tipo de problemas y CEHINAV ocupa un lugar relevante en la comunidad científica internacional en la aplicación de esta técnica para la simulación de sloshing. (ver http://canal.etsin.upm.es/files/VIDEOS/sloshing/) Con estos antecedentes, se plantean unos objetivos para esta propuesta centrados en mejorar la herramienta numérica existente, capaz de predecir con mayor precisión los movimientos y cargas dinámicas dentro del tanque. Para ello: 1. Se validará la versión tridimensional del código citado, la cual ha sido implementada para realizar cálculos masivos en paralelo sobre varias GPUs. Se incorporarán nuevos modelos físicos con especial énfasis en aquellos que permitan describir los efectos de turbulencia en el fluido e interacción fluido-estructura. 2. Se validarán estos códigos con la realización de experimentos relativos al impacto de olas en estructura, al acoplamiento de las cargas con el movimiento del buque y a la reproducción de deformaciones estructurales. Para estudiar efectos de escala, se construirá una serie de contenedores, que permitirá la optimización de la sección transversal de un buque LNG de nueva generación. Se espera obtener como resultado una herramienta de análisis precisa, robusta y eficiente que permita, desde la fase de proyecto, diseñar tanques más seguros con geometrías optimizadas así como el análisis de los procesos de carga y descarga de tanques. El proyecto adquiere mayor relevancia un escenario próximo de explotación oceánica de estos recursos mediante estructuras flotantes, escenario en el que las empresas españolas están ya tomando posiciones y donde se espera que puedan mantener la posición de liderazgo.
International
No
Project type
Proyectos y convenios en convocatorias públicas competitivas
Company
MINECO. PLAN NACIONAL DE I+D+i
Entity Nationality
ESPAÑA
Entity size
Gran Empresa (>250)
Granting date
27/06/2014
Participants
  • Director: Leo Miguel Gonzalez Gutierrez (UPM)
  • Participante: Jesus Maria Gomez Goñi (UPM)
  • Participante: Daniel Duque Campayo (UPM)
  • Participante: Ricardo Zamora Rodriguez (UPM)
  • Participante: Antonio Souto Iglesias (UPM)
  • Participante: Fabricio Macia Lang (UPM)
Research Group, Departaments and Institutes related
  • Creador: Grupo de Investigación: CEHINAV (Canal de Ensayos Hidrodinámicos de la E.T.S.I. Navales)
  • Departamento: Matemática e Informática Aplicadas a la Ingenierías Civil y Naval
  • Departamento: Arquitectura, Construcción y Sistemas Oceánicos y Navales (Dacson)
  • Departamento: Física Aplicada a Las Ingenierías Aeronáutica y Naval
  • Departamento: Mecánica de Fluidos y Propulsión Aeroespacial
S2i 2019 Observatorio de investigación @ UPM con la colaboración del Consejo Social UPM
Cofinanciación del MINECO en el marco del Programa INNCIDE 2011 (OTR-2011-0236)
Cofinanciación del MINECO en el marco del Programa INNPACTO (IPT-020000-2010-22)