圆柱形储水罐晃动模拟：Abaqus建模框架

2.3 项目流程

储罐晃动模拟在 Abaqus CAE 中进行，无需 Python 脚本或 Fortran 子程序。为此，我们创建了一个标准/显式模型数据库。然后，我们逐步执行了储罐晃动模拟。.

综上所述，储罐晃动模拟程序如下：

• 设置软件环境并选择Abaqus单位
• 制造零件
• 定义材料和截面属性
• 在装配模块中创建模型实例
• 创建步骤、选择输出并应用 ALE 自适应网格划分设置
• 定义交互作用
• 应用边界条件和载荷
• 生成元素并分配元素类型
• 提交工作

您需要执行的是一般的储罐晃动模拟程序。然而，液体晃动是一个复杂的问题，在建模过程中需要考虑一些重要方面，我们将在下文中讨论这些方面。.

• 水行为模拟：主要挑战之一在于如何以简化的方式模拟水的行为。为了解决这个问题，我们在Abaqus CAE中使用了Us-Up模型，其中为了简化起见，假设水是不可压缩的。正如许多已发表的论文所述，这一假设对水箱晃动模拟的结果影响甚微。许多论文都假设水是不可压缩的，而另一些论文则赋予水极低的粘度值。本项目探讨了在Abaqus中考虑水的无粘性和低粘度两种情况。.
• ALE自适应网格划分技术：地震期间，储罐内的液体可能会发生显著变形。这会给数值模拟储罐晃动带来挑战，因为网格质量可能会在求解过程中下降。由于圆柱形储罐的单元形状不规则，这个问题对于圆柱形储罐比矩形储罐更为严重。网格质量差会影响计算结果，甚至导致计算停止。解决此问题的一种方法是在Abaqus中使用任意拉格朗日-欧拉（ALE）自适应网格划分技术。该方法可在求解过程中自动提高网格质量。本项目将指导您如何在Abaqus中使用ALE技术进行储罐晃动模拟。.
• 利用沙漏控制：水是一种低粘度甚至无粘性液体。在 Abaqus 中定义低粘度材料时，沙漏力不足以抑制沙漏模式的出现。因此，在定义单元时必须使用沙漏控制。这样可以增加刚度，从而抑制沙漏模式的出现。本项目将逐步指导您如何在 Abaqus 中使用沙漏控制来模拟水箱中的液体晃动。.
• 总体流程：我们已经讨论了一些您在水箱晃动模拟过程中会遇到的挑战。然而，您可能还会遇到其他复杂情况，例如流固耦合、载荷和边界条件定义方面的困难。因此，我们在本软件包中包含一个研讨会，旨在提供使用 Abaqus 对地面支撑水箱进行晃动模拟的分步指南。该水箱是在 El-Centro 地震的水平加速度作用下进行分析的。我们希望这对您有所帮助。.

3. 工作坊（视频文件）：液体晃动模拟分步指南

在研讨会上，我们选择了一个圆柱形地面支撑水箱，模拟埃尔森特罗地震的水平加速度。研讨会通过视频提供了完整的逐步指导，以简化液体晃动的模拟过程。.

在视频中，我们使用了动态显式步骤，并定义了液体晃动所需的所有输出。然后，我们采用自适应网格划分技术来提高网格质量。接下来，我们以一种相对简单的方式定义了流体与结构之间的相互作用。之后，我们施加了边界条件和载荷，例如地震加速度、重力加速度和静水压力。此外，该研讨会将指导您完成网格划分过程，并考虑沙漏控制的应用。.

我们验证了Abaqus晃动模拟，以确保建模过程的准确性。为了进行验证，我们分析了一个水箱的行为，并提取了液体晃动高度随时间的变化。与参考文献一样，水箱晃动模拟仅考虑了El-Centro地震的水平分量。我们将所得结果与题为“圆柱形地面储罐动态行为的参数化研究”这篇论文是著名的圆柱形水箱晃动模拟研究项目之一。.

看看会很有帮助 Abaqus 文档 要理解为什么在没有任何辅助工具的情况下启动 Abaqus 仿真会如此困难 Abaqus教程.

需要注意的是，在使用 Abaqus 进行仿真时，务必注意输入数值的单位。没错！Abaqus 本身没有单位，但您输入的数值必须使用一致的单位。您可以了解更多相关信息。 Abaqus中的单位制。.