بررسی خصوصیات دینامیکی تانکهای استوانه ای قائم مهار شده، با توجه به تغییرات تراز مایع در آنها

پیشرفت تکنولوژی ساخت مخازن، همراه با افزایش حجم وکاهش ضخامت دیواره آنها، موجب افزایش تمایل سیستم به ارتعاش در اثر نیرو های دینامیکی با لاخص زلزله شده است. از آنجا که اینگونه مخازن، در هر شرایطی همواره بطور کامل پر از مایع نیستند، لذا بررسی خصوصیات دینامیکی آنها، با توجه به تغییرات تراز مایع امری ضروری به نظر می رسد. در این تحقیق به منظور بررسی این اثر، سه نمونه مخزن واقعی با نسبت های ارتفاع به قطر متفاوت در پنج تراز مختلف مایع (خالی از مایع، 25%،50%،75%و100% ارتفاع دیواره) توسط نرم افزار عناصر محدود ansys مدل شده است. دراین مدلسازی، مایع درون مخازن، آب در نظر گرفته شده و مدلسازی مایع با استفاده از دیدگاه لاگرانژین صورت گرفته و برای آن خصوصیاتی ازجمله دانسیته جرمی، مدول بالک و ویسکسیته در نظر گرفته شده است. لازم به یادآوری است که مخازن مورد نظر توسط میل مهار هایی به تکیه گاهشان مهار شده اند لذا در مدلسازی، این مساله با مقید کردن پای دیواره مد نظر واقع شده است. به منظور تعیین خصوصیات دینامیکی مخازن، مدل ها تحت تحلیل ارتعاش آزاد و تحلیل هارمونیک قرار گرفته اند و در نهایت نتایج بدست آمده از تحلیل با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج شامل فرکانس های طبیعی و مود شکلهای متناظر می باشد. از بررسی نتایج، مشخص شد که در مخازنی که بیش از نیمی از ارتفاعشان از مایع پر شده است، مود حاکم تنها مود اول تیر طره نمی باشد بلکه مود های بالاتر نیز سهم قابل توجهی خواهند داشت، علاوه بر آن، از مقایسه فرکانس متناظر با مود حاکم، با آنچه که از رابطه اصلاح شده ولتسوز اساس طراحی در آیین نامه اروپا بدست می آید، این نتیجه حاصل می شود که این رابطه در تراز های پایین مایع دارای تقریب بسیار بالایی است.