【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及综合管廊设计技术，具体涉及基于ansys/ls-dyna的综合管廊双管天然气舱室抗爆设计方法。
技术介绍
1、天然气作为一种重要的能源，广泛应用于工业生产和居民生活。随着城市人口的急剧上升，近年来，我国天然气表观消费量呈现出持续增长态势，也对城市内天然气的运输提出了新的考验。将“并行管道”敷设方式应用于综合管廊燃气舱，提出“双管天然气舱室”方案，不仅可以节约地下空间资源，还可以增加城市天然气供应量。
2、两条天然气管道并行敷设时，若一条管道泄漏引发爆炸，极易导致相邻管道失效破坏，扩大事故后果。双管天然气舱室方案提出的时间较短，现有技术规范对天然气管道的抗爆设计考虑不足。
3、为保证综合管廊双管天然气舱室的安全运营，提出一种基于ansys/ls-dyna的综合管廊双管天然气舱室抗爆设计方法，对于综合管廊双管天然气舱室的建设和发展具有十分重要的现实意义。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的是：提供一种基于ansys/ls-dyna的综合管廊双管天然气舱室抗爆设计方法，在设计阶段通过数值计算，获得双管天然气舱室安全设计参数，保证综合管廊双管天然气舱室的安全运营。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、基于ansys/ls-dyna的综合管廊双管天然气舱室抗爆设计方法，包括如下步骤：
4、步骤一，建立综合管廊双管天然气舱室模型：根据原设计文件中的参数，建立综合管廊双管天
5、步骤二，设置边界条件及荷载：设置的初始边界条件包括爆炸气体尺寸及位置、点火源位置、逃生口位置及尺寸、管道内压；
6、步骤三，选择材料模型和状态方程：为墙体、管道支撑部件、天然气管道、爆炸气体和空气选择合适的材料模型，为爆炸气体和空气选择合适的状态方程，生成k文件；
7、步骤四，求解计算：将生成的k文件导入ansys/ls-dyna软件求解计算；
8、步骤五，计算结果处理，将计算结果导入后处理软件ls-prepost，分析天然气爆炸作用下天然气管道的动力响应，判定天然气管道失效情况；
9、步骤六，优化综合管廊双管天然气舱室的设计参数，重复步骤一至步骤五，获得抗爆设计参数，完成综合管廊双管天然气舱室抗爆设计。
10、作为一种优选，步骤一中，综合管廊双管天然气舱室内两条天然气管道的空间位置包括水平并行敷设和竖直并行敷设两种布局。
11、作为一种优选，步骤一中，双管天然气舱室尺寸包括舱室宽度、舱室高度和舱室长度，舱室长度为一个防火分区长度。
12、作为一种优选，步骤一中，管道支撑部件包括支墩和支架。
13、作为一种优选，步骤二中，双管天然气舱室的逃生口正常开启时，将逃生口作为泄压口；逃生口无法正常开启时，双管天然气舱室为全封闭状态，无泄压口；逃生口间距不大于200m。
14、作为一种优选，步骤二中，逃生口为矩形时，尺寸不应小于1m*1m，逃生口为圆形时，内径不应小于1m。
15、作为一种优选，步骤五中，天然气管道的动力响应包括天然气管道的应力和应变。
16、作为一种优选，步骤五中，天然气爆炸作用下天然气管道失效的判定准则采用基于应变的管道失效判据中的椭圆化变形失效判定标准，临界无量纲椭圆度取3.00％，天然气爆炸作用下天然气管道的椭圆度小于或等于临界无量纲椭圆度则判断为未失效。
17、作为一种优选，步骤六中，优化的双管天然气舱室设计参数包括：舱室宽度、舱室高度、防火分区长度、天然气管道管径、管道壁厚、管道内压、管道间距、支墩高度、支墩间距、支架间距、逃生口数量、逃生口位置、逃生口形状、逃生口尺寸。
18、作为一种优选，仅改变某个因素取值，重复步骤一至步骤五，通过计算，获得该因素对天然气管道失效的影响规律；同理获得各个因素对天然气管道失效的影响规律。
19、本专利技术的原理是：ansys/ls-dyna数值模拟软件具有隐式动力学和显式动力学分析功能，可用于解决非线性动力学的工程实际问题；ansys/ls-dyna数值模拟软件可以分析固体在爆炸冲击波作用下的动力响应过程以及爆炸后果，可运用该软件计算综合管廊双管天然气舱室内天然气爆炸作用下管道的应力和应变，并对天然气管道的失效情况做出科学的判断。本专利技术具有如下优点：
20、1.采用数值模拟方法代替爆炸试验，既能减少能耗、节约成本，又能有效避免爆炸试验中发生安全事故；同时，数值模拟方法相较于试验，试错成本低，能够灵活变换设计参数，快速获取大量计算数据。
21、2.在设计阶段可计算出爆炸作用下天然气管道的应力和应变规律，为优化安全设计提供参考。
22、3.在设计阶段可判断天然气爆炸作用下天然气管道的失效情况，以保证双管天然气舱室设计参数的安全性。
23、4.采用定量方法对天然气管道的失效情况进行描述和判定，使各个设计方案之间具有可比性。
24、5.可计算出各个因素对天然气管道失效的影响规律，为双管天然气舱室的抗爆设计提供依据。
25、6.可综合考虑经济性和安全性，合理组合各个因素，优化双管天然气舱室设计方案。
26、7.本专利技术还可应用于现有综合管廊双管天然气舱室的安全评价以及现有综合管廊单管天然气舱室加装天然气管道的安全评价等领域。
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1.基于ANSYS/LS-DYNA的综合管廊双管天然气舱室抗爆设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.按照权利要求1所述的基于ANSYS/LS-DYNA的综合管廊双管天然气舱室抗爆设计方法，其特征在于：步骤一中，综合管廊双管天然气舱室内两条天然气管道的空间位置包括水平并行敷设和竖直并行敷设两种布局。
3.按照权利要求1所述的基于ANSYS/LS-DYNA的综合管廊双管天然气舱室抗爆设计方法，其特征在于：步骤一中，双管天然气舱室尺寸包括舱室宽度、舱室高度和舱室长度，舱室长度为一个防火分区长度。
4.按照权利要求1所述的基于ANSYS/LS-DYNA的综合管廊双管天然气舱室抗爆设计方法，其特征在于：步骤一中，管道支撑部件包括支墩和支架。
5.按照权利要求1所述的基于ANSYS/LS-DYNA的综合管廊双管天然气舱室抗爆设计方法，其特征在于：步骤二中，双管天然气舱室的逃生口正常开启时，将逃生口作为泄压口；逃生口无法正常开启时，双管天然气舱室为全封闭状态，无泄压口；逃生口间距不大于200m。
6.按照权利要求5所述的基于ANS
7.按照权利要求1所述的基于ANSYS/LS-DYNA的综合管廊双管天然气舱室抗爆设计方法，其特征在于：步骤五中，天然气管道的动力响应包括天然气管道的应力和应变。
8.按照权利要求1所述的基于ANSYS/LS-DYNA的综合管廊双管天然气舱室抗爆设计方法，其特征在于：步骤五中，天然气爆炸作用下天然气管道失效的判定准则采用基于应变的管道失效判据中的椭圆化变形失效判定标准，临界无量纲椭圆度取3.00％，天然气爆炸作用下天然气管道的椭圆度小于或等于临界无量纲椭圆度则判断为未失效。
9.按照权利要求1所述的基于ANSYS/LS-DYNA的综合管廊双管天然气舱室抗爆设计方法，其特征在于：步骤六中，优化的双管天然气舱室设计参数包括：舱室宽度、舱室高度、防火分区长度、天然气管道管径、管道壁厚、管道内压、管道间距、支墩高度、支墩间距、支架间距、逃生口数量、逃生口位置、逃生口形状、逃生口尺寸。
10.按照权利要求1所述的基于ANSYS/LS-DYNA的综合管廊双管天然气舱室抗爆设计方法，其特征在于：仅改变某个因素取值，重复步骤一至步骤五，通过计算，获得该因素对天然气管道失效的影响规律；同理获得各个因素对天然气管道失效的影响规律。
...【技术特征摘要】
1.基于ansys/ls-dyna的综合管廊双管天然气舱室抗爆设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.按照权利要求1所述的基于ansys/ls-dyna的综合管廊双管天然气舱室抗爆设计方法，其特征在于：步骤一中，综合管廊双管天然气舱室内两条天然气管道的空间位置包括水平并行敷设和竖直并行敷设两种布局。
3.按照权利要求1所述的基于ansys/ls-dyna的综合管廊双管天然气舱室抗爆设计方法，其特征在于：步骤一中，双管天然气舱室尺寸包括舱室宽度、舱室高度和舱室长度，舱室长度为一个防火分区长度。
4.按照权利要求1所述的基于ansys/ls-dyna的综合管廊双管天然气舱室抗爆设计方法，其特征在于：步骤一中，管道支撑部件包括支墩和支架。
5.按照权利要求1所述的基于ansys/ls-dyna的综合管廊双管天然气舱室抗爆设计方法，其特征在于：步骤二中，双管天然气舱室的逃生口正常开启时，将逃生口作为泄压口；逃生口无法正常开启时，双管天然气舱室为全封闭状态，无泄压口；逃生口间距不大于200m。
6.按照权利要求5所述的基于ansys/ls-dyna的综合管廊双管天然气舱室抗爆设计方法，其特征在于：步骤二中，逃生口为矩形时，尺寸不应小于1m*1m...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭冲，吴郁华，李鸿伟，傅盼，曾亮，刘炎林，毛冬，杨帆，官碧英，陈超，
申请(专利权)人：广州市市政工程机械施工有限公司，
类型：发明
国别省市：
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