بررسی پاسخ سازه ی مخزن تحت فشار تحت بار هیدرودینامیک ناشی از زلزله با فرض رفتار دو فازی سیال

هدف اصلی این پژوهش ارزیابی رفتار لرزه ای سازه های مخزن تحت فشار که پیش از این برای حالاتی خاص صورت می گرفت، به کمک یک نرم افزار تجاری، با استفاده از روش های پیشرفته ی دینامیک سیالات محاسباتی و در حالتی کلی می باشد. علاوه بر آن پاسخ هیدرودینامیکی سیال با در نظرگرفتن هم زمان شرایط گاز داخل فضای خالی مخزن که در حالت پایدار روی مایع قرار دارد و فشار آن برابر با فشار سطح آزاد مایع می باشد نیز بررسی خواهد شد (رفتار دو فازی سیال). رفتار سازه با استفاده از یک نمونه ی عددی خطی و به روش اجزاء محدود بررسی شد. رفتار سیال نیز به کمک یک نمونه ی عددی غیر خطی و به روش حجم محدود شبیه سازی شد. اندرکنش سازه و سیال با استفاده از تصویر کردن نیروهای ناشی از فشار سیال روی بدنه ی سازه و همچنین وارد کردن تغییر مکان های سازه به مرزهای سیال شبیه سازی شد. علاوه بر ویژگی های خود سازه، وجود حجم قابل توجهی از سیال ذخیره شده در این مخازن عملکرد این سازه را در طول زلزله به پاسخ هیدرودینامیکی سیال هم وابسته می کند. رفتار هیدرودینامیکی سیال نیز به پارامترهای مختلفی از جمله چگالی، لزجت، فشار سطح آزاد و انعطاف پذیری بدنه وابسته است. نقش این پارامترها به نوع و شدت زلزله بستگی دارد. علاوه بر ویژگی های گفته شده رفتار هیدرودینامیکی گاز بالای مایع نیز می تواند در رفتار هیدرودینامیکی سیال موثر باشد. در این بررسی پارامترهای مختلف سیال، متناسب با دماها و فشارهای مختلف تغییر می کنند تا شرایط بیشتر به واقعیت نزدیک شود. در ادامه، پس از تعیین ویژگی های سیال نمونه های عددی بارگذاری شدند. اما به دلیل مشکلات سخت افزاری، نتایج این پژوهش فقط به چند نمونه محدود شده است که با وجود مطابقت با شرایط طبیعی تمام حالات ممکن را پوشش نمی دهند. نتایج به دست آمده نشان از حاکم بودن اثر فشار سطح آزاد نسبت به فشار هیدرواستاتیک و هیدرودینامیک در توزیع تنش ها و تغییر شکل های استاتیکی و دینامیکی در سازه ی مخزن و همچنین توزیع فشار در محیط سیال دارد. علاوه بر آن اثر فشار سطح آزاد بر ارتفاع موج در نظر گرفته شد، و ملاحظه شد اگر درصد پرشدگی بیشتر باشد ارتفاع موج بیشتر تحت تاثیر فشار سطح آزاد قرار می گیرد.همچنین،با مشاهده ی اثر نسبت چگالی گاز به سیال دیده شد که بر خلاف نتایج محققین پیشین، با افزایش نسبت چگالی ارتفاع موج کاهش می یابد.البته بایستی خاطرنشان کرد که با توجه به فرآیند این تحقیق،اثر یک پارامتر مانند نسبت چگالی و یا لزجت سیال به صورت مستقیم بررسی نشده بلکه صرفا" اثر تغییر مجموعه ای از پارامترها ی سیال بر تغییر رفتار دینامیکی سیال بررسی شده است. نتیجه ی مهم دیگری که می توان به آن اشاره کرد این است که تحت زلزله های با محتوای دوره ی تناوب های طولانی تر سیال جابجایی های بیشتری را خواهد داشت.