LUSAS LNG储罐软件

LUSAS LNG储罐软件，是全球领先的LNG储罐结构分析、设计一体化有限元软件，能用于金属罐、薄膜罐和混凝土全容罐等各种类型的储罐结构。

多年来，LUSAS LNG储罐软件推动了全世界各地的LNG储罐结构设计工作，包括在韩国的当时破纪录的20万方LNG储罐、与27万方的超大型LNG储罐。

LUSAS LNG储罐

功能介绍

线性静力分析

通常使用2维轴对称实体单元或3维壳单元来进行线性静力分析。线性静力分析的工况可以根据结构的各个部分来定义，比如穹顶，罐壁和底板等，各工况独立加载。可以使用LUSAS的基础荷载组合与智能组合功能来评估荷载组合下的结构行为。

预应力张拉次序

评估和研究预应力的张拉顺序，需要使用3维实体单元模型。水平或竖向预应力钢束的张拉力，定义在不同的荷载工况。这些工况可以在LUSAS中以不同的方式进行组合，以达到所需预应力的张拉顺序和加载模式。可以使用LUSAS的切片功能获得某个截面位置处的轴力和弯矩结果。

风荷载模拟

在LUSAS中可以使用场变量中的复杂公式功能，在穹顶和罐壁处进行风荷载的施加。风荷载在罐壁的圆周上为傅立叶分布，在结构的前端为压力，而结构的背面为吸力。使用三维壳单元建模，由于储罐的几何形状和荷载的对称性.取一半的模型进行模拟。

抗震分析

针对模态和地震分析，使用三维壳单元模型评估了储罐外罐壁和减压平台考虑耦合与不考虑耦合的特征响应分析。使用2维的集中质量模型模拟了流体与结构的相互作用，以及土体与结构以及桩基础的相互作用，将2维集中质量模型得到的地震荷载施加到3维壳单元整体模型中。LUSAS交互模态动力学技术应用于地震动力响应的计算。确保运行基准地震（OBE）和安全停机地震(SSE)分析评估也能够满足规范要求。从结构分析中产生的结果数据可以用来获得基底剪力、罐壁以及底板弯矩。

热分析

对于热分析模型，由于需要模拟沿罐壁厚度上的温度幅度变化，需要在厚度方向划分较多单元，从而整体模型的单元数量较多。使用 2维的轴对称实体连续单元来进行结构与温度的半耦合分析。对单元使用了初始温度，并考虑了大气温度和基础温度等环境条件。

泄露分析

当评估低温的液态LNG从內罐壁泄露到外罐壁时，需要进行结构场与温度场的半耦合分析。需要考虑三个独立的分析阶段：初始的平衡状态，即施工时零热应力的状态；运行工况下LNG和外部温度达到平衡状态；泄露条件下，泄露温度被添加到模型中已经发生泄露的区域。使用2维的轴对称实体单元来模拟外罐和保温材料，评估外罐壁的受压区高度。温度分析也可以评估泄露高度随时间的变化。

非线性混凝土开裂分析

非线性分析用于校验混凝土的开裂宽度和受压区厚度，从而评估储罐的外罐壁具有足够的气密性。使用3维实体与温度单元模拟混凝土，并使用3维杆单元来模拟每根钢筋。生成的温度和应力曲线用于展示混凝土罐壁在LNG泄露前后的温度与应力的分布。可以使用LUSAS中的数值功能和开裂符号来展示开裂的位置，也可以使用云图来展示基于设计规范的混凝土的裂缝宽度和钢筋应力。

燃烧分析

使用2维轴对称实体单元模拟储罐外罐壁燃烧的场景，并进行瞬态温度分析。认为储罐的穹顶和保温层(除了PUF层)已经燃烧破坏，并已经不予在分析中考虑。在某个特定的时间点，施加稳态的温度条件。为了模拟燃烧的场景，从燃烧的最高温度到-170℃，在指定距离上的渐变温度荷载施加到了储罐的内表面，并在考虑的燃烧的时间段内以恒定的速度进行变化。

热流辐射和相邻罐燃烧分析

考虑减压阀燃烧分析时，储罐底部的混凝土承台板一般不予考虑，因为承台认为是对热流荷载不敏感的。使用3维的实体场连续单元模拟储罐一个部分进行结构场与温度场半耦合的瞬态热分析。在所有的单元上施加了初始应力零状态的温度，并考虑-170℃和外界的年平均温度作为两个温度稳态的状态。热流荷载在考虑的时间步中施加在穹顶部位的某个指定区域。当相邻罐燃烧时，需要考虑风速和两个储罐之间的距离对热流效应的影响，需要进行结构与温度的耦合分析。