考虑流固耦合和桩土相互作用的LNG储罐的地震反应分析

摘要

天然气是一种高效、清洁的能源，受到了世界各国的青睐。液化天然气(LNG)为天然气的长距离输送、储存等各个方面提供了有利条件。目前，世界各国都在大力发展 LNG工业。作为 LNG接收站的核心设备，LNG储罐的正常运行是整个 LNG接收站保持正常运转的关键。而我国属于多地震国家，LNG储罐在地震荷载作用下的损坏易造成严重的人员伤亡和财产损失，因此为确保LNG储罐的安全，对其进行地震动力响应分析和抗震性能评价是必要的。
　　对大型储液罐地震反应的液－罐流固耦合问题，多采用附加质量法进行解耦分析。这种方法建立在大量简化假设基础之上，计算结果与实验结果和实际震害有一定的差距。因此本文采用完全流固耦合方法对液－罐流固耦合问题进行分析，对流体域采用任意的拉格朗日-欧拉(ALE)法进行描述，以便于跟踪晃动的自由液面和描述流体晃动中的非线性现象，从而更加真实、准确地模拟液－罐的流固耦合作用，并对比分析了两种方法下储液罐的地震反应。
　　以往分析储液罐的地震反应时，大都把储液罐地基视为刚性地基，忽略了弹性地基对储液罐的影响，这一点显然与工程实际情况不相符。工程实践表明，柔性地基对储液罐的影响不可忽视。因此，本文将考虑土－罐的相互作用，对比分析了两种地基情况下储液罐的地震反应。
　　为了较好地分析真实 LNG储罐的地震反应，本文分析针对沿海某已建的 LNG大型储罐，采用 ABAQUS建立了容积为16×100000 m3LNG的储罐的有限元模型。

目录

考虑流固耦合和桩土相互作用的LNG储罐的地震反应分析

EARTHQUAKE RESPONSE ANALYSIS OF LNG STORAGE TANK CONSIDERING FLUID–STRUCTURE AND PILE–SOIL INTERACTIONS

摘要

Abstact

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 本课题的研究历史与现状

1.3 具有自由液面流体大晃动的有限元方法

1.4 本文的主要工作

第2章 储液罐的有限元模型

2.1 引言

2.2 ABAQUS 有限元软件简介

2.3 LNG 储罐有限元模型的建立

2.4 流体晃动的ALE 方法

2.5 本章小结

第3章 考虑流固耦合作用储液罐的地震反应分析

3.1 引言

3.2 流固耦合的数值模拟方法

3.3 附加质量法参数的确定

3.4 不同液深储液罐的地震反应对比分析

3.5 不同地震波下储液罐的地震反应对比分析

3.6 本章小结

第4章 考虑桩土相互作用储液罐的地震反应分析

4.1 引言

4.2 桩-土相互作用的简化分析方法

4.3 考虑桩-土作用的LNG 储罐有限元模型

4.4 不同液深储液罐的地震反应对比分析

4.5 不同地震波下储液罐的地震反应对比分析

4.6 本章小结

结论与展望

参考文献

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢