Title

SIMULAÇÃO DO CARREGAMENTO DE PELOTAS DE MINÉRIO DE FERRO EM NAVIOS DE PORÃO CONJUGADO COM O MÉTODO DE ELEMENTOS DISCRETOS

SIMULATION OF IRON ORE PELLETS LOADING IN DOUBLE-HATCH HOLD SHIPS APLYING DISCRETE ELEMENTS METHOD

Authorship

Oliveira, Guilherme Pereira de; Carvalho, Rodrigo Magalhães de; Machado, Brayan Pastro

Oliveira, Guilherme Pereira de

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Carvalho, Rodrigo Magalhães de

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Machado, Brayan Pastro

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DOI

10.5151/2594-360X-31783

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Abstract

O Método de Elementos Discretos tem sido utilizado com sucesso na simulação de processos industriais, principalmente no manuseio de materiais da indústria mineral. O presente trabalho tem como objetivo aplicar o Método dos Elementos Discretos com abordagem da partícula macia para simular a operação de estivagem / carregamento de navios com pelotas em embarcações com porões conjugados de forma a aproveitar ao máximo o espaço dos porões. Devido ao alto custo computacional para simular o porão inteiro do navio com partículas de tamanho real, foi necessário utilizar partículas em escala e adaptar os parâmetros de contato para obter o mesmo comportamento de partículas com tamanhos reais. Com as partículas em escala, foi possível utilizar um valor para o passo de tempo de integração relativamente alto, ainda sendo adequado para garantir que pequenas sobreposições entre partículas/fronteiras fossem contempladas em cada etapa de cálculo. As simulações permitiram constatar que pequenas variações no fator de estiva são suficientes para inviabilizar o cumprimento em um plano de carregamento, além de verificar a influência que cada passada do carregamento gera nas outras passadas devido ao escoamento das pelotas.

"The Discrete Element Method (DEM) have been used successfully to simulate industrial processes, especially handling materials of mineral industry. This paper aims to apply DEM soft particle approach to simulate iron ore pellets loading in double-hatch hold ships intending make the most of the useful space in the hold. Due the high computational cost to simulate a digital twin of the hold with particles in real size, it was necessary use scaled particles and adapt the contact parameters to obtain the same behavior of real size particles. The scaled particles allowed to use a relatively high value to integration time step, still being appropriate to ensure that small overlapping between particles/boarding were taken in the calculation step. The simulations allowed conclude that small variations in the stowage factor are enough to become a loading plan infeasible, besides to see the influence of each loading turn in the other ones because the pellets flowing."

Keywords

Método dos Elementos Discretos; Carregamento de Navios; Manuseio de Granéis.

DEM; Ship Loading; Bulk Handling; Digital Twin.