本案例由Dr. Huang提供：

LNG储罐通常有两层包容结构，分别称为内罐和外罐（或主容器和次容器），但对不同类型的储罐具体结构组成存在差异。单包容罐为目前常见的LNG储罐类型之一，简称单容罐。单容罐只由一个储存液体产品的容器（主液体容器）组成，该主液体容器为自支承式钢质圆筒形储罐。单容罐的主要优势在于造价低和工期短。
   

本分析根据某2万立方单容LNG储罐的设计数据，对结构进行分析，合理地简化模型，并采用基于流固耦合方法，对单容LNG储罐罐内液体进行真实的建模，对其基本设计工况、短期荷载工况和偶然荷载工况下以及最恶劣组合工况下的整体储罐结构模型进行有限元分析计算并对结果进行校核。

本次分析对象为2万立方米的单容LNG储罐，主要部分包括钢制外罐罐体、外罐穹顶钢框架及钢质顶面板、底部绝热保温系统及内罐底圈梁、钢制内罐罐体、罐内液体、铝吊顶及吊杆结构等部分。
其中外罐主要由三个部分构成：罐底、罐壁以及罐壁上的加强圈。穹顶钢框架及其顶面板是通过罐顶加强环与外罐壁板焊接连接在一起的，钢质顶面板铺于框架钢梁上。
 

内罐主要由三个部分构成：罐底、罐壁以及罐壁上的加强圈。铝吊顶主要由铝板、吊杆、吊杆与铝板连接处的环肋、外围密封连接等四大部分构成。在内罐顶部位置的罐壁以内、顶部加强圈以上、铝吊顶板外缘以外的区域，放置了一圈弹性毡，使连接位置达到绝热和密封效果。同时，通过弹性毡的传力，使得铝吊顶和内罐在结构动态响应时相互联系起来，对吊顶的振动变形起抑制作用。
  

底部绝热保温系统介于内外罐体的底部之间，其作用一是保温，作用二是承载内罐的重力等载荷，在整体结构分析中，需要一起考虑其力学性能及相应影响。绝热保温系统从厚度方向看，主要由三层构成：最底层的素混凝土找平层、中间的泡沫玻璃砖层以及最上面的沙子找平层。

考虑到结构及载荷的对称性，计算模型可以简化为具有对称面的二分之一模型。本次分析中综合采用了多种单元进行模拟，主要包括壳单元SHELL181、梁单元BEAM188、杆单元LINK180、实体单元SOLID185、弹簧单元COMBIN14、流体单元FLUID80等单元。本分析模型中采用壳单元进行内外罐体建模；采用壳单元、梁单元和杆单元相结合进行顶梁/穹顶框架结构建模；采用壳单元、梁单元和杆单元相结合进行铝吊顶结构建模；采用实体单元进行保温系统和圈梁建模；采用弹簧单元来模拟弹性毡的作用；罐内液体存在两种不同的模拟方式。在静力学分析时，罐内液体用压力载荷来表示，此时无需建立其几何及网格模型；在动力学分析时，用流体单元来建模并与结构做耦合分析。

本分析中所采用的流体单元FLUID80为三维容器流体单元。该流体单元可用于模拟装在容器内的无净流率的流体，特别适合于计算静水压力以及流体与固体的相互作用，也可计算加速度的影响作用，如液体晃动问题。该流体单元由八个节点定义，每个节点有三个自由度，X方向、Y方向与Z方向的平动。使用流体单元进行模态分析时只能采用缩减方法提取模态。

本章含以下六大部分内容：
1 简介 
2 设计条件 
3 结构分析 
4 应力分析计算 
5 有限元计算和结果校核
6 小结