مهندسی عمران مدرس، جلد ۲۳، شماره ۲، صفحات ۰-۰
عنوان فارسی بررسی‌ تأثیر تیغه میراگر محیطی بر رفتار لرزه ای مخازن استوانه ای حاوی مایع با پایه ثابت
چکیده فارسی مقاله بررسی پیشینه تحقیقات انجام شده پیرامون مخازن نگهداری مایع و رفتار آن ها حین زلزله نشانگر این واقعیت است که امواج سطحی سیال باعث وارد شدن خساراتی به بدنه و قسمت‌های بالایی مخازن شده‌است. لذا محققان با ارائه سیستم‌های کنترل کننده غیر فعال به دنبال بهبود رفتار لرزه ­ای مخازن بوده اند؛ یکی از این سیستم‌های غیر فعال کنترل کننده پاسخ ­های لرزه ای، تیغه ­میراگر می باشد. در تحقیق حاضر پاسخ لرزه ای مخازن استوانه ای بلند و کوتاه متصل شده به زمین دارای تیغه میراگر محیطی با هندسه های مختلف، با در نظر گرفتن اثرات تغییر شکل پوسته و تیغه میراگر، در حوزه زمان و فرکانس مورد مطالعه قرار گرفته است. بررسی­ ها نشانگر این مطلب است که در حوزه فرکانس، هرچه تیغه میراگر به سطح سیال نزدیک­تر بوده و پوشش شعاعی بیشتری داشته باشد تأثیر بیشتری در کاهش فرکانس مود اول همرفتی مخزن دارد؛ از طرفی تیغه ­های میراگر تأثیر کمتری روی فرکانس مود اول تکانشی به نسبت مود اول همرفتی دارند. همچنین نتایج تحلیل های دینامیکی در حوزه زمان نشان داده است که تنها با اتکا به فرکانس مود اول همرفتی مخازن نمی‌توان پیش­بینی درستی از چگونگی عملکرد تیغه ­های میراگر در مخازن داشت؛ چرا که ممکن است در شرایط خاص هندسه مخزن و تیغه میراگر با وجود کاهش فرکانس مود اول همرفتی مخزن، دامنه تلاطم سطحی و بحرانی سیال افزایش یابد. به علاوه کاربرد تیغه­ های میراگری نزدیک به سطح آزاد مایع در مخزن کوتاه باعث تشدید پاسخ لرزه ­ای سازه شده است؛  لذا استفاده از سیستم ­های کنترل غیر فعال در چنین مخازنی بایستی با دقت صورت گیرد.  
کلیدواژه‌های فارسی مقاله مخازن استوانه ای مایع،تیغه های میراگر محیطی،پاسخ دینامیکی،انعطاف پذیری پوسته
عنوان انگلیسی Investigation of the Effects of Annular Baffles on the Seismic Behavior of Fixed-Base Cylindrical Liquid Tanks
چکیده انگلیسی مقاله  By studying the literature on liquid storage tanks and their seismic behavior, it is observed that sloshing waves have caused severe damages to the walls and upper parts of these structures. As a remedy, some researchers have provided passive control systems to mitigate the seismic responses; one of these passive systems is annular baffles which are mounted on different heights of the tank wall. In the present study, seismic behavior of the slender and broad fixed-based tanks with baffles of different geometries have been examined; for this purpose, the deformation of the tank shell and baffles in the time and frequency domains are considered. The coupled acoustic-structure formulation based on fluid pressure and structure displacement has been used in the framework of linear finite element method in ABAQUS commercial software. At the interaction surface, fluid pressure and the normal acceleration of the structure interact with each other using the surface-based interaction capability of the ABAQUS software. The liquid is assumed to be compressible, inviscid and irrotational, and seismic loading is applied to the liquid-filled storage tanks' supports. The models are verified by comparison with the results that are reported in the literature in frequency and time domains. A parametric study is performed on Ri/R radius ratio and h/H distance ratio of baffles in the slender and board tank. Results indicated that in the frequency domain, the geometry with ratios (Ri/R=0.3, h/H=0.1 ) of the baffles which has the biggest radial coverage and the smallest distance ratios from the liquid surface, has the highest reduction effect on the frequency of the first convective mode of the slender and broad tanks, equal to 43% and 68%, respectively. Therefore, top-mounted baffles with considerable radial coverage, have higher effects on reducing the frequency of the first convective mode of the tanks. Baffles have fewer effects on the frequency of the first impulsive mode than on the first convective mode. Besides, analyses in the time domain revealed that top-mounted baffles with medium and small radial coverage in the broad tanks caused the increase of the sloshing wave amplitudes by about 68%, at worst cases. Baffles with less effects on the first convective modes were more effective on decreasing the sloshing wave amplitudes. Therefore, satisfactory performance of the baffled liquid tanks may not be obtained by solely relying on the frequency of the first convective mode of the tanks, due to unwanted increase of sloshing amplitudes in the special cases of liquid tank geometry and baffles. According to the results, in the board tanks, top-mounted baffles may amplify the seismic response of the system and thus, considerable attention is required on the use of passive devices in such tanks. Unlike the broad tanks, baffles have satisfactory influences on the seismic behavior of the slender tank. It's recommended that when the baffles are used as a passive controlling system in a broad tank, all of the tank responses such as base shear, hydrodynamic pressure, and etc. to be considered; since, these responses may increase significantly if top-mounted baffles are used.  Analysis in time domain also indicates that the differentiation between the slender and broad tanks in studying the baffles' effects is crucial. In general, using middle-mounted baffles is recommended as an efficient passive system to mitigate the sloshing waves in broad tanks.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله Cylindrical liquid tanks,Annular baffles,Seismic response,Tank wall flexibility
نویسندگان مقاله شاهین فرهمندپی | Shahin Farahmandpey
M.Sc. in Water and Hydraulic Structure Engineering at Shiraz University, Shiraz, Iran.
دانشجو کارشناسی‌ ارشد مهندسی آب‌ و سازه‌های هیدرولیکی‌، دانشکده‌ مهندسی 1، بخش مهندسی راه ، ساختمان و محیط زیست‌، دانشگاه‌ شیراز

پویان برومند | Pooyan Broumand
Assistant Professor, Department of Civil and Environmental Engineering, Shiraz University, Shiraz, Iran.
استادیار دانشکده مهندسی 1، بخش مهندسی راه، ساختمان و محیط زیست، دانشگاه شیراز

سید محراب امیری | Seyed Mehrab Amiri
Assistant Professor, Department of Civil and Environmental Engineering, Shiraz University, Shiraz, Iran.
استادیار دانشکده مهندسی 1، بخش مهندسی راه، ساختمان و محیط زیست، دانشگاه شیراز

محمد رضا شکاری | Mohammad Reza Shekari
Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Estahban Higher Education Center, Estahban, Iran.
استادیار دانشکده فنی و مهندسی، گروه مهندسی عمران، مرکز آموزش عالی استهبان

نشانی اینترنتی http://mcej.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-70322-1&slc_lang=fa&sid=16
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده پژوهشی اصیل (کامل)
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات