14基于Workbench的大型浮顶储油罐的模态分析（沈阳化工大学机械与动力工程学院，辽宁沈阳110142）张津铭，党鹏飞[摘要]当今我国对能源的需求不断提升，石油作为用途最为广泛的不可再生能源，为我国的能源产业奠定了基础。为了节省储存空间和成本，通常会将石油产品储存在大型储油罐中，由于各种石油类产品的易燃易爆性和有毒性，大型储油罐具有很大的安全隐患。我们所研究的储油罐属于一个流固耦合系统，目前对流固耦合系统进行模态分析主要使用声固耦合法和虚拟质量法，为了提高大型储油罐的安全性，文章利用Workbench中的模态声学模块对某大型浮顶储油罐在不同充液率的情况下进行了基于声固耦合法的湿模态分析，将大型储油罐内部储存的油体视为可压缩的声学介质，模拟储油罐内部在储存油体时的真实状态。最后求解出了几种不同充液状态下储油罐的固有频率和振型并给出了不同充液率情况下罐内液体晃动频率，对数据加以分析，结果表明：液体也是大型储油罐要考虑的约束条件之一，并且大型浮顶储油罐的自振特性以及罐内液体晃动频率对内部充液率的变化敏感。[关键词]浮顶储油罐；模态分析；Workbench；湿模态；声固耦合[中图分类号]H113.1[文献标识码]A[文章编号]1006-7523（2023）02-0014-05DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2023.02.002[收稿日期]2022-08-24[基金项目]国家自然科学基金（12002219）[作者简介]张津铭（1999—），男，沈阳化工大学机械与动力工程学院，硕士研究生。通讯作者：党鹏飞（1986—），男，博士，沈阳化工大学机械与动力工程学院，副教授。引言由于汽油、煤油等石油类产品的易挥发性，因此工业上经常使用浮顶储油罐进行储存，防止了油品挥发造成的不可再生能源的浪费。对浮顶储油罐进行合理的大型化可以便于管理，节省成本，增加储存量，因此，浮顶储油罐日渐趋向大型化[1]。由于其所储存石油类产品也具有易燃易爆的特性，故大型浮顶储油罐也存在安全隐患，由于大型储油罐在发生共振现象时，极有可能会出现罐体的损坏，并且有可能会造成汽油或煤油等易挥发性油品的泄露，结合汽油煤油等易燃易爆的性质，一旦发生类似事故，极有可能造成巨大的人力物力损失和社会不良影响。通过模态分析可以得到储油罐的固有频率和振型，并且可以得到罐内液体的晃动频率，我们在对大型储油罐进行动态负载设计时，这些参数是重要依据。因此，对大型浮顶储油罐进行模态分析有十分重要的工程应用价值。对于大型储罐模态分析方面的研究，三峡大学的...
