大型LNG储罐液体晃动控制研究

发布时间：2017-04-25 16:03

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【摘要】：目前关于储罐减震的研究,主要是在中短周期地震动回应的理论与数值分析及实验研究方面。目前的柔性减震系统,在加大结构的基本周期进而防止结构因高频和高峰值加速度而毁坏的同时,结构的地震响应也变得更大;同时,立式储罐结构体系具有长周期的晃动问题,一旦引发低频共振,会引起较大的晃动效应,造成结构体系的破坏。所以,本项研究对工程实际应用也有重要的现实意义。本文选用环板、浮舱、锥形板作为流体晃动阻尼器,以16×104m3 LNG储罐为研究对象,用ADINA软件建立防晃和不防晃的储罐模型,分析水平地震激励下的防晃效果,供我国LNG储罐防晃控制研究参考。主要内容如下:(1)大型LNG储罐钢制内罐液体晃动控制基本理论:借鉴现有储液罐抗震简化模型,引入储罐的二质点体系模型,推导系统控制方程,并对比现有的成熟抗震模型的波高方程,进而确定,液面晃动半径为影响液面波高的关键因素。(2)带环板的LNG储罐地震响应数值模拟研究:通过改变环板参数,计算各组模型的地震响应并进行对比分析,进而得知,环板位于合适的位置时对液面波高有很好的防晃效果,但不能综合优化其在液面下的位置;同时,波高在液面中部区域时,不能起到防晃作用。(3)带浮舱的LNG储罐地震响应数值模拟研究:通过计算不同地震位移波作用下浮舱防晃储罐的地震响应,并分析波高等地震指标的变化情况,进而研究并得知,浮舱防晃效果很好,对各种场地位移波有良好的适应性。(4)带锥形板的LNG储罐地震响应数值模拟研究:分别建立刚性和柔性锥形板防晃储罐模型,计算分析其在地震波作用下的地震响应,结果表明:锥形板起到了明显的防晃作用,验证了控制流体晃动方法的正确性。同时,柔性材料的选择、锥形板的刚度和开孔率等问题有待深入研究。
【关键词】：大型LNG储罐 ADINA软件 环板 浮舱 锥形板
【学位授予单位】：河南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE972
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究背景和意义10-13
• 1.1.1 LNG能源供应发展趋势10-11
• 1.1.2 LNG储罐结构体系发展趋势11-12
• 1.1.3 LNG储罐震害分析12-13
• 1.2 储液罐晃动控制研究现状13-15
• 1.2.1 国外研究13-14
• 1.2.2 国内研究14-15
• 1.2.3 存在的问题15
• 1.3 研究内容15-16
• 1.4 本章小结16-17
• 第二章 大型LNG储罐钢制内罐液体晃动控制基本理论17-20
• 2.1 引言17
• 2.2 储罐几何物理参数17-18
• 2.3 简化力学模型18
• 2.4 系统运动控制方程18-19
• 2.5 波高影响因素19
• 2.6 本章小结19-20
• 第三章 带环板的LNG储罐地震响应数值模拟研究20-34
• 3.1 引言20
• 3.2 ADINA有限元分析基本步骤20-21
• 3.3 模型建立21-24
• 3.3.1 几何参数21-22
• 3.3.2 材料属性22
• 3.3.3 坐标系和单元选择22-23
• 3.3.4 定义荷载23-24
• 3.3.5 储罐模型24
• 3.4 模型验证24-25
• 3.5 环板参数影响分析25-33
• 3.5.1 环板在液面下深度的影响25-27
• 3.5.2 环板宽度的影响27-30
• 3.5.3 不同位移波的影响30-33
• 3.6 本章小结33-34
• 第四章 带浮舱的LNG储罐地震响应数值模拟研究34-46
• 4.1 引言34
• 4.2 模型建立34-36
• 4.2.1 浮舱参数34-35
• 4.2.2 储罐模型35-36
• 4.3 浮舱的防晃效果分析36-44
• 4.3.1 浮舱对LNG储罐地震响应的影响36-38
• 4.3.2 Ⅲ类场地其他地震波作用下浮舱的防晃效果38-41
• 4.3.3 其他场地地震波作用下浮舱的防晃效果41-44
• 4.4 本章小结44-46
• 第五章 带锥形板的LNG储罐地震响应数值模拟研究46-59
• 5.1 引言46
• 5.2 刚性锥形板防晃效果的分析46-50
• 5.2.1 锥形板参数和模型47
• 5.2.2 锥形板孔隙率对LNG储罐地震响应的影响47-50
• 5.3 柔性锥形板防晃效果的分析50-57
• 5.3.1 锥形板参数和模型50-51
• 5.3.2 锥形板参数对LNG储罐地震响应的影响51-52
• 5.3.3 锥形板在液面下位置的影响52-55
• 5.3.4 各类场地地震波作用下锥形板的防晃效果55-57
• 5.4 本章小结57-59
• 第六章 结论与展望59-62
• 6.1 主要结论59-61
• 6.2 工作展望61-62
• 参考文献62-65
• 致谢65-66
• 个人简历66

【参考文献】

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本文编号：326579