FEATools™ повышает качество пользовательского анализа в CAESAR II® для линий важнейших инженерных коммуникаций путем использования анализа методом конечных элементов (МКЭ) и других эмпирических методов расчета. При использование CAESAR II в комбинации с FEATools анализируемые системы не будут иметь завышенный или заниженный запас прочности, а будут иметь оптимальные прочностные характеристики, что обеспечит высокую эффективность разрабатываемых проектов.

ВЫСОКАЯ ТОЧНОСТЬ, СНИЖЕНИЕ ЗАТРАТ

Специалисты по разработке трубопроводных систем знают, что от качества выполнения анализа МКЭ зависит точность получаемых результатов. Но проведение анализа МКЭ может потребовать значительных затрат времени и намного большего объема технических знаний, чем это требуется для решения большинства проблем, связанных с расчетом трубопроводов. Идеальным было бы решение, которое позволило бы легко и органично встроить результаты МКЭ в стандартный, основанный на нормах и правилах, анализ напряжений на трубопроводе, чтобы позволить пользователю воспользоваться точностью анализа МКЭ и практичностью анализа, основанного на стандартных нормах и правилах. Таким решением является комбинация CAESAR II и FEATools.

ОГРАНИЧЕНИЯ НОРМ И ПРАВИЛ

Существуют известные ограничения точности для трубопроводов, накладываемые нормами и правилами, когда дело касается узлов врезки трубопровода. Проведение полного анализа МКЭ для трубопроводной системы может быть очень дорогим. В то же время, использование данных МКЭ для при расчете пересечений линий трубопровода - это одно из самых эффективных и практичных применений технологии МКЭ для анализа напряжений на трубопроводе по стандартным номам и правилам.

РЕЗУЛЬТАТЫ АНАЛИЗА МКЭ И СТАНДАРТЫ

Такие нормы и правила для трубопроводов, как ASME B31.3 (Приложение D), указывают на то, что в отсутствие более подходящих для применения данных инженер должен использовать значения коэффициента интенсивности напряжений (SIF) и коэффициента пластичности (k-фактор) из Приложения D. FEATools обеспечивает получение результатов наиболее современных методов анализа, исследований и испытаний с возможностью их органичного и интуитивного использования в CAESAR II.

Возможности:

• Включение результатов МКЭ анализа в модель CAESAR II.
• Улучшенные расчеты по WRC107/297 для нагрузлк на штуцеры и узлы врезки
• Более точное определение коэффициента напряженности и к-фактора.
• МКЭ анализ контурных тройников.
• МКЭ анализ безопорных ответвлений и тройников.
• Сравнение нормативныхкоэффициентовинтенсивности напряжений ик-факторов и результатов МКЭ анализа.
• Расчет коэффициентаинтенсивности напряжений ик-фактора для стандартнойгеометрии.
• Создание отчетов в табличнойи графической форме.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ БАЗА

Исходные нормативные значения коэффициента интенсивности напряжений в области врезки были получены в 1940 году Марклом.
Большая часть этих экспериментов была проведена для трубопровода одного размера с последующим получением всех других значений
коэффициента интенсивности напряжений методом экстраполяции.
Значения коэффициентов интенсивности напряжений в FEATools основаны на экспериментах Маркла и результатах множества
последующих реальных МКЭ расчетов. Текущие результаты были получены на основе анализа сотен тестовых моделей с различными
размерами труб и отводов. Это означает, что на сегодняшний день FEATools предоставляет наиболее комплексную оценку значений
коэффициента интенсивности для пересечений трубопроводов.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОТЧЕТЫ

Пользователи могут создавать такие же отчеты, как и с в CAESAR II без необходимости освоения новой системы отчетности.

РАСЧЕТ ШТУЦЕРОВ

Инструмент FEATools позволяет выполнять расчет жесткости штуцера, допустимую нагрузку и значения напряжений, полученных в результате применения определенных пользователем параметров нагрузки. Высокая точность этого расчета снижает напряжение в системе трубопровода в случае тепловой нагрузки. Это повышает точность более традиционных методов, используемых в индустрии для оценки нагрузки на штуцеры, таких, как: WRC 107 и WRC 297.

СФЕРЫ ПРИМЕНЕНИЯ

Использование значений коэффициента интенсивности напряжений и к-фактора, полученных в результате МКЭ анализа, рекомендуется в следующих случаях:

• Системы с тонкостенными трубами большого диаметра (D/T>50).
• Системы, подключенные к вращающемуся оборудованию.
• Системы с предполагаемым рабочим циклом оборудования >5000.
• Системы с короткими или жесткими трубами (с большим влияниемзначения к-фактора).
• Моделирование существующих трубопроводных систем и соединений.
• Системы с высокими требованиями к проектированию пружинных опор.
• Системы с тонкостенными сварными тройниками.
• Системы, управляемые коэффициентами интенсивности и имеющиеотношение d/D < 0.5.

ИНТЕГРАЦИЯ С CAESAR II

Продукт FEATools поддерживает нормы и правила проектирования трубопроводов, сосудов и аппаратов высокого давления и резервуаров. Он был разработан для взаимодействия только с продуктом CAESAR II. Это означает, что после расчета значений коэффициента интенсивности напряжений и k-фактора, эти значения не только автоматически передаются в модель CAESAR II, но и могут быть использованы для дальнейшего анализа. Для ускорения работы результаты каждого МКЭ анализа сохраняются в базе данных для возможности их повторного использования при выполнении последующих заданий.

BOSfluids® - интерактивный пакет компьютерного моделирования, который позволяет пользователю рассчитать установившиеся и переходные режимы потока жидкости или газа, несущий трубопроводных систем. Программный пакет анализирует переходные процессы жидкости и рассчитывает нагрузки, давление, расход и скорости испытаний в трубопроводной системе с инженерной точностью.

Гидравлический удар и пульсации давления.

Общие проблемы в нефтегазовой, химической, энергетической и водной промышленности связаны с расчетом гидроударов и скачков давления, которые вызваны переходными процессами, такими как закрытие клапана или отключение насоса. Эти сценарии часто встречаются при оценке целостности стационарных причалов при возникновении нагрузки на систему и ее исчезновении, ливневки и системы пожаротушения, системах водяного охлаждения и транспортировки нефти. Программное обеспечение BOSfluids использует точный и детальный 3D-интерфейс, предназначенный для полного взаимодействия с часто используемыми программами для расчета напряжений в нефтегазовой отрасли.

Более чем 30-летний опыт работы с нефтегазовыми проблемами был включен в BOSfluids и он постоянно обновляется на основе реальных мировых проблем, чтобы улучшить возможности моделирования.

Интерфейс работы с CAESAR II.

BOSfluids упрощает способ проведения анализа установившихся и переходных потоков газа и жидкостей в трубопроводных системах. Он анализирует переходные процессы в жидкости и интерпретирует эту информацию с помощью сил, давлений, расходов и скоростей в трубопроводах с инженерной точностью.

Программа имеет двунаправленный интерфейс с системой прочностного анализа Caesar II®, избавляя от лишних рабочих процессов и тем самым улучшая качество обоих расчетов трубопроводов: напряженного состояния и гидравлического.

Интуитивный 3D пользовательский интерфейс.

Пользовательский интерфейс BOSfluids упрощает процедуру задания исходных данных, анализа и пост-обработки линий трубопроводов. Эта сеть трубопроводов создается посредством пользовательского задания узлов и элементов, которые мгновенно отображаются в окне 3D просмотра. Пользователь выбирает тип элемента из списка (т. к. трубы, клапана, насосы или аппараты), и заполняет необходимые параметры, относящиеся к этому элементу, элемент отображается в окне 3D просмотра.

Окно 3D просмотра позволяет пользователю визуально проверить свою сеть трубопроводов во время его создания. Это помогает пользователю в определении любых потенциальных ошибок во время создания модели трубопроводов. Кроме того, пользователь может взаимодействовать с 3D просмотром, поворачивая и изменяя вид модели, и выбирать элементы для изменения исходных данных.

Многофункциональный постпроцессор.

Анализ результатов расчета потока жидкости в системе трубопроводов может быть довольно сложным. BOSfluids оснащен обширным инструментарием визуализации, чтобы позволить пользователю полностью понять результаты, с помощью 2D графиков давления и скоростей потока, 3D чертежей, отчетов и линейных  графиков.

Особенности:

• анализ установившегося течения

• анализ переходных процессов

• расчет кавитации и паровых пробок

• БД оборудования

• БД материалов (сталь, стеклопластик, жидкости)

• возможность создания нескольких сценариев переходных процессов

• интуитивный пользовательский 3D интерфейс

• 3D моделирование трубопроводов

• интеграция с программами по прочностному анализу труб

• экспорт нагрузок в CAESAR II

• 2D графики давлений и мгновенных расходов

• 3D визуализация

Применение:

• явления гидравлического удара

• системы охлаждения водой

• системы пожаротушения

• системы ливневки

• системы снабжения питьевой водой

• подземные и надземные трубопроводы

• системы наливных трубопроводов

• морские системы

• газ и сжиженный газ

Об исследовательской группе DYNAFLOW.

Группа DynaFlow специализируется в разработках новейших инженерных программ в направлении, связанным с темами расчета потоков, вибрации/пульсации металлических и стеклопластиковых сооружений. В этих областях DynaFlow предоставляет инженерно-консультационные услуги, программное обеспечение и учебные курсы. 

Эксперты группы DynaFlow решают сложные проблемы, связанные с вибрациями, пульсациями давления и контролем потока с использованием передовых технологий, таких как гидродинамическое моделирование. Чаще всего они имеют дело с различными междисциплинарными аспектами, такими как статический и динамический анализ жидкостей и газов и связанных с ними механических компонентов.