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储罐属于较为典型的壳结构容器,其通常用来储存不同类型的易燃易爆物质。储罐所储存的介质大多具有挥发性会在罐内液位上方空间与空气形成可燃蒸汽云,当储罐内可燃气云浓度达到燃烧爆炸条件,极易被意外能量点燃(如静电、小火花等)发生燃烧爆炸事故。储罐结构在瞬态超压作用下会发生破坏,爆炸冲击波将会向外辐射,导致罐区内相邻储罐发生二次事故。本文以储罐内可燃气体在意外能量作用下发生燃烧爆炸作为工程背景,从中提取科学问题进行研究,使用数值模拟的研究方法,分析储罐在内爆载荷作用下的失效以及爆炸冲击波的辐射距离。具体研究内容如下:(1)储罐内爆流场计算分析采用计算流体动力学(CFD)方法建立储罐内部可燃气体爆炸过程的数值计算模型,模拟了储罐结构内部可燃气体的爆炸过程,获得了储罐内壁面升温和超压的内爆载荷分布,根据分析结果可知,半液位和满液位不同起爆位置时,中心起爆的温度和压力大于一侧,而空液位不同起爆位置时,一侧起爆的温度和压力大于中心起爆随着储罐容积的增加,温压载荷最先传至罐体的位置并未改变,但储罐内各点达到峰值压力的数值逐渐增大,且随着储罐容积的增加,各点到达峰值压力的时间增加。(2)储罐内爆多场耦合计算分析建立三维储罐结构模型,并将其与储罐内流体域模型进行双向流固耦合,分别计算不同起爆位置、不同液位高度以及不同容积储罐在内爆载荷作用下的失效区域,并分别进行分析阐述。不同容积储罐在内爆载荷作用下失效面积有所不同,具体表现在,随着储罐容积的增加储罐失效面积逐渐增加。(3)储罐内外流场辐射影响区域计算分析建立考虑内外流场的储罐内爆辐射模型,并给出判定爆炸冲击波结束传播的条件,分别计算不同工况下,爆炸冲击波向外辐射的传播距离,并对比分析不同容积储罐内爆辐射距离的差异通过模拟计算发现,随着储罐液位的升高,储罐内爆辐射影响半径逐渐减小;随着储罐容积的增大,储罐内爆辐射影响区域逐渐增加。(4)储罐内爆全历程多场耦合计算分析建立储罐内爆全历程多场耦合模型,采用双向流固耦合方法进行计算,预测储罐在内爆载荷作用下最终的失效形式,分析对比不同容积储罐内爆失效区域之间的差异。根据研究结果可知,起爆位置距离破口位置越近越容易发生失效。