2차원 열해석(2D Axisymmetric Thermal Analysis)

본 예제는 [예제 매뉴얼 : 사용자 입력]에서 정의한 사용자 입력값을 사용합니다.
자세한 내용은[온도해석(2D Axisymmetric Coupled Thermal/Structural Analysis]을 참고하세요.

사용자 입력

본 해석 모델 구성을 위해 필요한 입력은 아래 이미지에 붉은색으로 표시하였습니다.

Tank> Create 2D Model> Coupled Thermal/Structural 메뉴를 실행하면 아래 이미지와 같은 입력창이 나타납니다.
모델 파일명을 정의하고 요소 크기는 0.2로 정의합니다. Include soil 옵션을 선택하고, [OK] 버튼을 눌러 해석 모델을 구성합니다.

Meshing

구조해석에 사용되는 요소와 열해석에 사용되는 요소가 함께 정의됩니다. 요소 크기는 사용자가 입력한 0.2m를 초과하지 않습니다. 지반은 BaseSlab 하단으로부터 0.9m 위로 올라온 위치부터 구성됩니다.

기하특성

2D axisymmetric 모델에서는 Geometric 속성의 정의가 필요하지 않습니다.  

재료특성

사용자가 정의한 재료특성을 해당 부재에 적용합니다.

해석 모델에 정의된 Soil 재료특성은 다음 두 이미지와 같이 확인할 수 있습니다.

단열재는 구조재로 간주하지 않기 때문에 단열재의 탄성계수, 질량은 의미가 없으며, Tank 모듈로 구성한 모델에서는 해석에 영향을 미치지 않습니다. 열해석 재료특성을 보면, 질량은 0이 아닌 1로 정의되어 있습니다. 비열 단위는 J/kg/C로 질량을 0으로 입력하면 오류가 발생할 수 있기 때문에 1로 정의합니다. 여기서 정의한 질량은 구조해석에서만 사용됩니다. BaseSlab의 구조해석 및 열해석에 사용되는 재료특성은 아래와 같습니다.

구속조건

[2D Axisymmetric Static Structural Analysis]에서와 같이 Pile 구속이 사용됩니다.

하중조건

Thermal Analysis > Initial Conditions

초기 지반 온도는 아래 이미지와 같이 정의 및 적용합니다.

구조물의 초기온도는 아래 이미지와 같이 정의 및 적용합니다.

Thermal Analysis > Operating Conditions

LNG 온도는 Environmental Temperature로 정의하고 Insulation 가장 안쪽 면에 재하 합니다. 외기온도는 Environmental Temperature로 정의하고 탱크 외조의 바깥 면(외기에 노출된 부분)에 재하 합니다.

사용자 입력에 따라 Base heating을 해석에 반영하는데, Base heating은 항상 동일한 온도를 유지하는 것으로 가정하기 때문에 Prescribed Temperature 하중으로 정의하고 BaseSlab 사이의 Heating Line에 재하합니다.

Base heating 온도하중은 사용자가 Tank Definition에서 정의한 길이에 맞춰 Line을 분할하여 생성합니다. Base heating에 해당되는 line에 재하됩니다.