Otimização de produto na fase conceitual via modelação numérica.

Abstract

O trabalho consiste na análise da otimização de um produto na fase conceitual via modelagem numérica. Foi utilizada a integração das metodologias: dinâmica dos fluidos computacional (CFD) e o delineamento de experimentos (DOE), para obter o metamodelo do produto para cada característica; a técnica de otimização multiobjetivo de Interseção Normal à Fronteira ou NBI (Normal Boundary Intersection) foi utilizada para otimizá-las. O objeto de estudo da análise de otimização, foi aplicada num difusor interno da tubulação de um trocador de calor de um forno industrial. Vale salientar que não existe um gabarito para a confecção do difusor. Foi identificado que o aumento de troca de calor, é comprometida pela queda de pressão no difusor, o que afeta o desempenho do forno. O uso da técnica de otimização multiobjetivo NBI, foi empregada visando estabelecer os parâmetros conceituais otimizados que atendam as duas funções conflitante (fluxo de calor e queda de pressão). Simplificações no modelo em CFD foram realizadas com base em informações técnicas e em restrições de fabricação e montagem. Após a análise, foram reportados resultados de uma configuração geométrica ótima do difusor, o que demonstra a efetividade da otimização na fase conceitual considerando o fluxo de calor e a queda de pressão do produto. Esta metodologia pode ser estendida para o desenvolvimento de outros difusores com diferentes dimensões.