悬挂储液结构动力学响应与数值模拟

发布时间：2023-04-29 18:50

　　储液结构被广泛应用在核电、石油、化工等行业中,但其一旦遭受地震破坏,会产生极其严重的后果,不但会造成重大经济损失而且会引起严重的次生灾害。在地震载荷作用下,储液结构中的液体与容器壁相互作用,属于强非线性流固耦合问题,其抗震研究一直是核电领域抗震减灾的重要课题。储液装置的支撑方式有悬挂式、立式、卧式等,本文以核电领域中的反应堆压力容器为背景,研究悬挂储液装置在地震荷载下的动力学响应。通过调研大量文献,系统地总结了多物理场耦合仿真发展现状。基于ANSYS软件,采用强耦合计算方法,编写APDL程序,对悬挂储液装置进行了模态分析与瞬态动力学分析。主要进行了以下三方面的研究:(1)对多物理场耦合仿真发展现状进行综述;(2)应用ANSYS软件,编写ADPL程序,对不同形状的储液结构(圆形、方形)、建立九种不同径高比的储液结构,分别对储液结构进行无液体、水、铅铋共计27种工况进行模态分析。通过对比分析出不同拓扑储液结构的固有频率分布,以及不同储液介质对储液装置基本模态的影响。(3)以RG1.60 X向地震波为载荷谱,对径高比为0.3、0.5、0.7、0.9的圆、方形储液结构,以及不同的储液状态(水和...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 选题的应用价值
    1.4 本文研究内容
2 多物理场耦合仿真综述
    2.1 多物理场耦合仿真方法
    2.2 多物理场耦合仿真算法的发展
    2.3 多物理场耦合仿真软件的发展
3 基础理论
    3.1 Honser水体模型
        3.1.1 Honser理论模型作用机理
        3.1.2 Honser圆形储液结构等效系统
        3.1.3 Honser方形储液结构等效系统
    3.2 模态分析理论
        3.2.1 无阻尼模态计算方法
        3.2.2 考虑耦合模态计算方法
    3.3 流固耦合基础理论
        3.3.1 流体基本方程
        3.3.2 固体运动控制方程
        3.3.3 流固耦合方程
    3.4 瞬态分析理论
        3.4.1 瞬态动力学分析基本理论
        3.4.2 积分时间步长
        3.4.3 极大时间步法
        3.4.4 极大时间步法实例
4 悬挂储液结构的模态分析
    4.1 引言
    4.2 悬挂储液结构模态工况介绍
    4.3 悬挂储液结构有限元模型
        4.3.1 单元选择
        4.3.2 材料属性
        4.3.3 约束及边界条件
    4.4 圆形储液结构模态结果
        4.4.1 圆形悬挂储液(水)结构模态结果
        4.4.2 圆形悬挂储液(铅铋)结构态模态结果
        4.4.3 圆形悬挂储液(无液体)结构模态结果
    4.5 方形储液结构模态结果
        4.5.1 方形悬挂储液(水)结构模态结果
        4.5.2 方形悬挂储液(铅铋)结构模态结果
        4.5.3 方形悬挂储液(无液体)结构模态结果
    4.6 模态分析小结
5 悬挂储液结构的瞬态分析
    5.1 引言
    5.2 积分方法及地震波的选取
    5.3 圆形储液结构的动力学响应
        5.3.1 储液为水时动力学响应
        5.3.2 储液为铅铋时动力学响应
    5.4 方形储液结构的动力学响应
        5.4.1 储液为水时动力学响应
        5.4.2 储液为铅铋时动力学响应
    5.5 瞬态分析小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢



本文编号：3805545