预应力LNG储罐在地震作用下的流固耦合数值模拟

摘要

本文目的是计算与分析液化天然气(LNG)储罐在地震作用下的完整性，采用耦合欧拉-拉格朗日分析技术(CEL)来模拟LNG液体与罐体内面之间的流固耦合作用。该技术可建立LNG液体的三维实体模型，采用欧拉网格进行离散，这与传统的附加质量法有较大的不同。同时，预应力钢筋与罐体采用拉格朗日网格进行离散，得出结论：①选用E1Centro和Taft地震波用于时程分析，分别获得了结构的位移、应力以及加速度等时程曲线，通过对比分析，当最大位移、应力以及加速度出现时，LNG液面发生了剧烈的飞溅现象，说明数值计算结果吻合较好。②当结构在E1 Centro波作用时，储罐结构的最大位移为7.729mm,最大拉应力为2.16MPa。当Taft波作用时，储罐结构的最大位移为9.4mm，最大拉应力为0.24MPa，其最大拉应力值均小于混凝土抗拉强度标准值，说明该结构据有较好的整体性与安全性，同时，表明采用CEL分析技术的预应力混凝土储罐在地震作用下的流固耦合分析是可行的、合理的。