Modélisation numérique des réservoirs soumis aux explosions et aux impacts
Résumé
The occurrence of a chain reaction from blast on atmospheric storage tanks in oil and chemical facilities is difficult to predict. Reliable tools to predict atmospheric oil tank blast resistance have been developed during the VULCAIN research project (2008-2012). Since then, some additional works were engaged involving advanced numerical eulerian and lagrangian models. Eulerian models of blast wave propagation show good agreement with the experimental data from VULCAIN but the results are limited by the processing capacity. Modeling of a real-scaled blast over an atmospheric tank seems still difficult without very high processing calculators. As a solution, analytical evaluation of far-field pressure waves coupled with an eulerian model in the proximity of the structure can provide very interesting results for reflected overpressure. Lagrangian finite elements models of tanks subjected to the effects of overpressure provide good agreements in terms of displacement and plastic deformation with respect of specific criteria for loading, material and meshing. Further works will introduce fracture analysis and eulerian-lagrangian coupled simulations.
De 2008 à 2012, le projet VULCAIN a permis de développer des outils simples et fiables pour l’analyse de la vulnérabilité des réservoirs atmosphériques aux surpressions, améliorant ainsi l’évaluation des effets dominos liés aux explosions industrielles sur les sites de stockages. Depuis 2012, des travaux complémentaires en partenariat avec le laboratoire PRISME ont été réalisés. L’objectif de ces nouveaux travaux basés sur la modélisation numérique des phénomènes est de compléter le projet en intégrant aux modèles le comportement plastique des matériaux, la rupture de coques minces ou encore la cinétique de perte de confinement. Les modélisations avancées doivent également permettre d’intégrer des paramètres complémentaires susceptibles d’influencer le comportement de la structure tel que des conditions aux limites imparfaites, un comportement instable du liquide contenu ou des renforcements ponctuels du réservoir. La démarche entreprise consiste tout d’abord à valider la modélisation numérique dynamique en comparant les résultats de modélisation et les essais réalisés dans le cadre de VULCAIN, puis à définir des critères d’endommagement alimentant les modèles simplifiés. Les modélisations sont réalisées en deux phases: •une première phase d’interaction fluide-structure correspondant à la modélisation de la propagation d’une onde de choc dans un milieu eulérien jusqu’à interaction avec un réservoir rigide. Cette étape vise à reproduire la réflexion de l’onde sur une surface cylindrique; • une seconde phase de modélisation lagrangienne d’unréservoir métallique soumis au chargement de surpression asymétrique. Cette étape vise à modéliser le comportement mécanique du réservoir pour déterminer son niveau d’endommagement
Domaines
Ingénierie de l'environnement
Origine : Publication financée par une institution