Title

APLICAÇÃO DE FERRAMENTAS DE OTIMIZAÇÃO E DINÂMICA DOS FLUIDOS COMPUTACIONAL EM UM DISTRIBUIDOR DE LINGOTAMENTO CONTÍNUO

USE OF OPTIMIZATION TOOLS AND COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS ON A CONTINUOUS CASTIONG TUNDISHES

Authorship

Silva, Rodrigo Ferraz de Andrade Flores da; Kruger, Marcelo; Reis, Marcus Vinicius Figueira dos; Trindade, Leonardo Barboza; Borges, Rodrigo Nazareth; Ribeiro, Bruno Augusto Batista; Oliveira, Joaci Gonçalves de; Lara, Geraldo Ildeu

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Ribeiro, Bruno Augusto Batista

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Oliveira, Joaci Gonçalves de

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DOI

10.5151/2594-5300-0060

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Abstract

O uso de diques e barragens pode alterar as características do escoamento no interior de um distribuidor de maneira positiva ou negativa, de acordo com a posição e dimensão dos mesmos. A integração da ferramenta de otimização modeFrontier com a mecânica dos fluidos computacional através do software ANSYS CFX permite avaliar, de forma automatizada, as possíveis configurações de barragens no interior do distribuidor em busca dos melhores padrões do escoamento, em relação aos parâmetros de interesse. Inicialmente o domínio de projeto foi analisado utilizando-se técnicas simples de DOE (Design of Experiment). Com os resultados obtidos, construiu-se uma superfície de respostas do problema, na qual foi empregado o algoritmo de otimização, que retorna os pontos ótimos (virtuais) visando maximizar parâmetros como tempo de residência e volumes característicos. Por fim, os pontos ótimos foram novamente avaliados para validar os resultados.

The use of weirs and baffles in a continuous casting tundish may improve or decline the flow pattern according to their position and dimensions. The integration of the optimization tool modeFrontier with computational fluid mechanics analyses by ANSYS CFX allow one to automatically inspect the possible configurations of a baffle inside a tundish, searching for a better flow pattern inside as a function of a set of design parameters. Initially the design space was analyzed through a simple DOE (Design Of Experiments) technique, which allowed a response surface to be created. Next, a multi-objective algorithm was applied on this surface, using residence time and characteristic volumes as objective functions, selecting a few virtual designs. Lastly, virtual designs were evaluated, to validate the process.

Keywords

Lingotamento contínuo; Distribuidores; Dinâmica dos fluidos computacional; Otimização.

Computational fluid dynamics, Optimization; Continuous casting; Tundishes.