Berechnungsmethode von SeismoTank

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Der Wert von K kann eingestellt werden. Die Voreinstellung ist K=25.

Impulsiv, flexibel

Die Berechnung des impulsiven Drucks aus der Interaktionsschwingung von Schale und Flüssigkeit basiert auf der finite Elemente Methode (FEM). Dafür wird die Schale in Schalenringelemente zerlegt und somit über die Höhe (in axialer Richtung) diskretisiert. In Umfangsrichtung wird der Druck und die Verformung der Schale in eine Fourierreihe entwickelt. Es werden die 0. und die 1. Umfangsharmonische berücksichtigt. Bei vertikaler (0. Harmonische) und horizontaler (1. Harmonische) Erdbebeneinwirkung werden bei einer perfekten Zylinderschale keine weiteren Umfangsharmonischen angeregt.

Die Flüssigkeit wird als Druck (Belastung) auf die Schale aufgebracht. Zur Berechnung des Druckes (Flüssigkeitspotentials) in Abhängigkeit von der Verformung der Schale wird diese in vertikaler in eine Fourierreihe zerlegt. die Anzahl der zu berücksichtigenden Reihenglieder kann eingestellt werden. Da die Belastung (Druck) von der Verformung abhängig ist, handelt es sich um ein nichtlineares, inhomogenes Eigenwertproblem. Die Lösung erfolgt durch schrittweise Näherung. Die Anzahl der Iterationsschritte kann eingestellt werden.

Die Formfunktionen der Schalenringelemente werden aus der Lösung der Schalengleichung nach Flügge [1] abgeleitet. Die Berechnung erfolgt dann nach der direkten Steifigkeitsmethode.

Die Druckverteilung wird mit folgender Glg. berechnet:

Mit n ist der n-te Mode der Schwappschwingung bezeichnet.

Impulsiv, starr

Die Druckverteilung wird mit folgender Glg. berechnet:

Für die Berechnung der Druckverteilungen der Schwappschwingung (sloshing) wird folgende Glg. verwendet:

Starten der Berechnung

Die Berechnung wird über den Menüeintrag ->Analysis->Analysis Shell-Fluid-System gestartet.

In Anhängigkeit von den Einstellungen (->Settings->Options) werden die Ergebnisse für Sloshing, impulsiven Starrkörperanteil und Interaktionsschwingung von Schale und Flüssigkeit ermittelt. Der Fortschritt der Berechnungen wird über Nachrichtenfenster angezeigt. Nach Abschluss der Berechnungen erscheint ein Nachrichtenfenster mit der Meldung Analysis finished.

Die Ergebnisse für die normierten Ersatzgrößen und Eigenfrequenzen werden in der Datei ersatz.txt gespeichert. Die Druckverteilungen und Eigenformen werden in die unter ->Settings->Options gewählten Dateien geschrieben.

Berechnungsmethode

Sloshing

Die Eigenfrequenzen werden nach folgender Glg. ermittelt: