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 ADINAショーケース
 
 ◆Analysis of Liquid Storage Tanks Using
   Potential-Based Fluid Elements
ポテンシャルベース流体を用いた貯蔵タンクの解析

土木工学や解析では、構造の運動に対する流体の影響が非常に重要になりえます。このことは特に液体の貯蔵タンクの地震の解析において当てはまります。問題のこのクラスの地震では、流体とタンクの運動が大きくなく、流体の粘性を通常無視することができます。含まれる必要性のある重要な流体特性は流体の密度と圧縮性、構造物(静的、動的ともに)に伝播された流体運動の体積と圧力です。


これらの問題では、ADINAのポテンシャルベース流体要素を使用することが、流体をモデル化するのに最も効率的な方法です。要素は1節点当たりに1つ、流体のポテンシャル自由度当たりに1つの自由度を持っています。タンクの構造モデルが大きくなりうるので、自由度の数を下げておくことは重要です。ポテンシャルベース流体方程式は線形なので、ポテンシャルベース流体要素が含まれていることは、さらに収束を難しくさせる原因にはなりません。


これらの問題に関するいくつかの解析実験は、ExxonMobilが所有するモジュールLNG貯蔵タンク(地震の被害を受けた)のためにSC Solution社によってなされました。下記の結果は、SC Solutions社およびExxonMobil Upstream Research会社の協力によるものです。

 
興味ある1つの値としては貯蔵タンク内の液体の波の高さです。なぜなら液体の動きによる貯蔵タンクの屋根への衝撃は潜在的に貯蔵タンクの深刻な損害に帰着しうるからです。それゆえにそれはタンク設計の中で回避されるか、注意深く考慮されるべきことなのです。


比較として、タンクの同じモデルはADINA-FSIのNavier-Stokes流体要素を使用して解析されました。波の最大の高さは2つのモデルで比較されました。下のグラフを見てください。この解析では、両方のモデルは同様の最大高さを算出しましたが、ポテンシャルベース要素を使用するモデルは、より少ない計算時間で解析を終えました。この結果は、流体−構造相互作用解析(FSI)ではポテンシャルベース要素を使用するのを考慮することが重要であると強調しています。



 
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