[发明专利]一种内浮顶储罐内浮盘在卡盘工况下流固耦合模拟方法

权利要求书

1.一种内浮顶储罐内浮盘在卡盘工况下流固耦合模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、测量储罐的蜂窝夹层的尺寸、防转装置与浮盘边缘的距离、储罐入口速率；获得浮盘材质的结构参数；

步骤二、将浮盘材质的结构参数通过等效模型进行转换，获得新的结构参数；

步骤三、将新的结构参数输入ANSYS的工程数据模块中，计算浮盘的下表面受力情况，评估储罐的安全状况。

2.根据权利要求1所述的内浮顶储罐内浮盘在卡盘工况下流固耦合模拟方法，其特征在于，浮盘材质包括但不限于不锈钢、铝合金。

3.根据权利要求1所述的内浮顶储罐内浮盘在卡盘工况下流固耦合模拟方法，其特征在于，浮盘材质的结构参数包括：弹性模量、剪切模量、密度、影响系数和泊松比。

4.根据权利要求1所述的内浮顶储罐内浮盘在卡盘工况下流固耦合模拟方法，其特征在于，等效模型包括：蜂窝板理论等效模型和三明治夹芯理论等效模块。

5.根据权利要求4所述的内浮顶储罐内浮盘在卡盘工况下流固耦合模拟方法，其特征在于，蜂窝板理论等效模型的公式为：

其中，E_x、E_y分别为蜂窝结构等效后的x、y方向上的等效弹性模量；G_xy、G_xz、G_yz分别为蜂窝结构等效后的xy、xz、yz方向上的等效剪切模量；μ_xy为蜂窝结构等效后xy方向上的泊松比；

其中：

式中，e_ij为蜂窝结构整体等效后在坐标系中的刚度系数，H为蜂窝面板以及蜂窝夹层的整体高度，h_c为蜂窝夹层的高度，为蜂窝夹层结构的面板材料在坐标系中的刚度系数，为蜂窝夹层结构的夹芯材料在坐标系中的刚度系数；

其中：

其中，E_cx、E_cy分别为蜂窝夹芯在x、y方向上的等效弹性模量；G_cxy为蜂窝夹芯在xy方向上的等效剪切模量，E_f为蜂窝面板的弹性模量，G_f为蜂窝面板的剪切模量，α为影响系数，v_cxy为蜂窝夹芯等效后xy方向上的泊松比，v_f为蜂窝面板的泊松比。

6.根据权利要求4所述的内浮顶储罐内浮盘在卡盘工况下流固耦合模拟方法，其特征在于，三明治夹芯理论等效模块的公式为：

其中，E_cx、E_cy、E_cz分别为蜂窝芯子等效后的x、y、z方向上的等效弹性模量，G_cxy、G_cxz、G_cyz分别为蜂窝芯子等效后的xy、xz、yz方向上的等效剪切模量，ρ_c为蜂窝芯子等效后的密度，t为蜂窝芯子的壁厚，l为正六边形的边长，E_s、G_s、ρ_s分别为正六边形蜂窝芯子材料的弹性模量、剪切模量和密度。

7.根据权利要求1所述的内浮顶储罐内浮盘在卡盘工况下流固耦合模拟方法，其特征在于，步骤三具体包括：

步骤31、利用ANSYS构建储罐罐体、浮盘、进液口、出口的三维模型；

步骤32、利用ANSYS对三维模型进行背景网格和组件网格的划分；

步骤33、导入背景网格，再通过附加导入组件网格，并以背景网格和组件网格创建重叠网格交界面，选择瞬态求解，采用k-ω湍流模型以及流体域体积模型VOF多相流模型；

步骤34、选择SIMPLEC运算方法，设置时间步数、时间步长和最大迭代数；

步骤35、计算得到浮盘压力数据。

8.根据权利要求7所述的内浮顶储罐内浮盘在卡盘工况下流固耦合模拟方法，其特征在于，VOF多相流模型中选择隐藏体积力，多相流为空气和液体两相。