報告書番号

N08025

タイトル（和文）

浮屋根式石油タンクの模型加振実験によるスロッシング解析コードSMART-slgの適用性評価

タイトル（英文）

Study on applicability of SMART-slg code with a water sloshing experiment using a cylindrical tank model with a floating roof

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

これまで開発してきた浮屋根式石油貯蔵タンク用の地震時スロッシング解析コードSMART-slgの浮屋根モデルを改良するために、修正SPR法を導入して復元力の評価に必要となる変位の空間微分値の評価精度を向上した。このモデルの検証のために本浮屋根モデルに類似した動的平面シェル解法を構築し、全周自由支持の矩形薄肉平板の自由振動問題を解析したところ、この結果は汎用構造解析コードABAQUS, ANSYSの結果と良く一致した。次に、改良したSMART-slgコードの適用性を評価するため、大型石油タンクとの相似性を考慮した浮屋根式円筒タンクの模型加振実験を行った。ポンツーン部をデッキ部の100倍の曲げ剛性を有する平板と仮定して実験条件での再現解析を行ったところ、浮屋根変位の位相と振幅に関して解析値と実験測定値は良く一致することが示された。ただし、局所ひずみの評価にはポンツーン部の構造特性に整合したモデルを付加することが必要である。

概要 （英文）

A floating roof model used in the SMART-slg (sloshing analysis code for oil tanks) was improved by modifying the SPR (super-convergent patch recovery) method to accurately compute the spatial derivatives of the roof displacement. To verify the ability to simulate structural dynamics of thin plane shells with such a model, a freely supported plate problem was solved with the present shell model and the general-purpose structure analysis codes, ANSYS and ABAQUS. The results agreed so well among them that the present scheme turned out as accurate as the commercial codes. To evaluate the applicability of the modified code, a water sloshing experiment was conducted using a scaled-model of 3m in diameter to mimic the seismic response of a large-scale actual oil tank by taking account of the hydraulic and hydro-elastic similitude laws. Then, the modified code was applied to the experimental conditions except the pontoon, which was modeled with a plate 100 times as rigid as the roof deck. Comparison of the roof displacement with the experimental data indicates good agreement in terms of both the phase and the amplitude. However, because the present SPR method cannot accurately deal with the discontinuity of bending rigidity at the interface between the pontoon and the roof deck, more reasonable pontoon model needs developing to evaluate the strain generated in the roof deck during sloshing.

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