Análisis y simulación del comportamiento de una tubería para el transporte de fluidos mediante un modelo de elementos finitos

Behavior analysis and simulation of a fluid transportation pipeline by a finite element model

Esta investigación surge del interés por analizar la estabilidad de una tubería para el transporte de fluidos desde su enfoque matemático y estructural. Se pretende estudiar la influencia de las condiciones de contorno y de los materiales utilizados en la fabricación de tuberías sobre la estabilidad.

En la primera parte se llevó a cabo un modelado matemático mediante un modelo de elementos finitos y se calcularon las zonas de estabilidad del sistema. El resultado de esto fue utilizado para aplicarlo al análisis de un problema fluido-estructural, concretamente al estudio de la estabilidad y la vibración de una tubería. La segunda parte del proyecto se basó en la simulación numérica de los diferentes tipos de tubería. Para ello se empleó el programa ANSYS, fundamentado en el método de los elementos finitos. Con los cálculos realizados en la primera parte se pudo verificar la fiabilidad de la simulación del comportamiento de la tubería y su aproximación a la realidad.

A partir de los datos obtenidos se pudieron conocer las zonas de estabilidad del sistema analizado, así como los materiales para tuberías que tienen un mejor comportamiento frente a vibraciones estructurales. El documento finaliza con una propuesta de un intervalo de materiales óptimos para el caso de estudio.