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一种LNG储罐的内罐高度设计方法，包括以下步骤：1)设置含有液体的圆柱容器，利用有限元软件将液体离散成细小的六面体单元，对该六面体单元赋予LNG材料属性，并在其表面设置一种刚度为K<sub>S</sub>的弹簧模拟液体自由表面效应，通过液体的运动方程确定弹簧刚度K<sub>S</sub>为：K<sub>s</sub>＝ρA<sub>F</sub>(C<sub>x</sub>g<sub>x</sub>+C<sub>y</sub>g<sub>y</sub>+C<sub>z</sub>g<sub>z</sub>)式中，ρ为液体密度，A<sub>F</sub>为液体表面面积，(x,y,z)是以圆柱容器内的液体表面中心为原点的空间直角坐标，g<sub>i</sub>(i＝x,y,z)为LNG液体运动时i方向的加速度，C<sub>i</sub>(i＝x,y,z)为加速度g<sub>i</sub>在向量i方向的系数；2)数值模型的建立：根据LNG储罐结构组成建立储罐数值模型，数值模型包括LNG储罐内罐模型、外罐模型、LNG液体模型、LNG桩基模型、LNG与内罐的流固耦合模型，将各模型之间根据接触情况设置对应的约束关系，其中外罐与桩基之间采用多点约束、内外罐之间采用垂直面向约束、LNG与内罐之间采用界面耦合；3)模态分析：采用减缩法对数值模型进行模态分析，获得各阶模态的固有频率值、阻尼比和模态振型；4)响应谱分析：输入不同阻尼比对应的地震加速度谱，将步骤3)中获得的模态分析结果与输入的地震加速度谱相结合，根据模态分析得到的各阶模态的固有频率值自动检测加速度谱值，然后利用该加速度谱值计算各阶模态的固有频率值所对应的地震响应，最后采用模态组合方法计算整个频率范围内的地震响应结果，该地震响应结果存入结果数据库中；5)响应谱分析结果的提取：从响应谱分析输出的结果数据库中提取地震位移响应结果，通过地震响应位移结果中的竖向位移结果确定晃荡波高；6)确定LNG储罐地震激励下晃荡波高计算公式：d<sub>max</sub>＝1300C<sub>S</sub>a<sub>g</sub> tanh(3.68H/D)/g；式中，d<sub>max</sub>为晃荡波高，a<sub>g</sub>为场地地表峰值加速度，H为LNG液位高度，D为内罐直径，g为重力加速度，C<sub>S</sub>为与场地类别有关的系数，场地类别依据欧标EN1998‑4:2006确定；7)LNG储罐内罐高度的确定：根据储罐参数以及运行基准地震和安全停运地震的条件，通过上述公式分别确定运行基准地震、安全停运地震下的晃荡波高d<sub>max‑OBE</sub>和d<sub>max‑SSE</sub>，根据规范API625的要求，内罐设计高度取以下三个数据中的最大值：①最大设计液位+300mm；②最大操作液位+d<sub>max‑OBE</sub>+300mm；③最大操作液位+d<sub>max‑SSE</sub>。 |
