Optimal design of a ground-based horizontal cylindrical tank with ellipsoidal heads.

The work is devoted to a horizontal tank composed of cylindrical shell closed with ellipsoidal heads and supported at the ends. The tank is loaded with internal and external pressure. For the first load case, a strength condition was formulated, for the other one - the condition of stability of the structure. An optimization model was formulated, in which the mass of the tank subject to the strength and stability conditions was assumed as an adjective function. Optimal proportions of geometric dimensions for a family of the tanks of various capacities provided with heads of various convexities were determined. The results were presented in the form of plots. A function was proposed that approximated the solution and could be useful for purposes of designing of the tanks.

---

Poziomy zbiornik zbudowany jest z walcowej powłoki zamkniętej elipsoidalnymi dnami i podparty na obu końcach. Uwzględnione są dwa przypadki obciążenia zbiornika ciśnieniem wewnętrznym lub zewnętrznym. Dla pierwszego przypadku sformułowano warunek wytrzymałości, dla drugiego natomiast - warunek stateczności. Sformułowano również model matematyczny optymalizacji, w którym jako funkcję celu przyjęto masę zbiornika. Obszar rozwiązań dopuszczalnych ograniczają warunki wytrzymałości i stateczności. W badaniach numerycznych wyznaczono optymalne proporcje geometrycznych wymiarów rodziny zbiorników o różnych pojemnościach, wyposażonych w dna o różnych głębokościach. Wyniki przedstawiono w postaci wykresów. Zaproponowano funkcję przybliżającą rozwiązanie, które może być przydatne w praktycznym projektowaniu takich zbiorników.