立式圆柱形储液罐的三维液固耦合模态分析

郑建华 李金光 唐辉永 中国寰球工程公司 北京 100029

立式圆柱形储液罐的三维液固耦合模态分析

郑建华*李金光 唐辉永 中国寰球工程公司 北京 100029

讨论储液罐的液固耦合有限元运动方程及其特性，介绍利用ANSYS软件来进行立式圆柱形储液罐的三维液固耦合模态分析的方法和注意事项，并以一个储液罐为例进行计算。将有限元计算结果与规范API 650中的公式计算值进行比较，结果表明两者吻合较好。

圆柱形储液罐液固耦合模态分析ANSYS

立式圆柱形钢制储液罐作为石油化工行业的重要储液容器，常用来存放乙烯、丙烯、原油、工业废水、消防水和公用工程用水等液体介质。储液罐一旦在地震作用下发生破坏，容器中的可燃或有毒的各种液体介质会从容器中泄漏出来，易引发火灾、爆炸等次生灾害。因此，在设计时，必须对其在地震作用下的动力特性及规律进行研究。

在地震作用下，储液罐的罐壁和罐内液体会发生相互作用，一方面罐壁会受到罐内液体的动压力作用产生变形，另一方面罐壁的变形反过来对液体的动压力分布和大小又产生一定的影响。因此，在进行储液罐的动力特性计算时，应将罐壁和罐内液体的这种相互作用进行整体考虑，也就是进行液固耦合分析。

1 液固耦合有限元运动方程

在进行液固耦合分析时，通常假定液体为无粘(忽略阻尼粘滞作用)、无旋、不可压缩和小幅度运动，固体为线弹性材料。在用有限单元法……