Nouvelles méthodes numériques pour l'analyse sismique des réservoirs de liquide: effets de l'asymétrie,du ballottement en surface libre et de blocs de glace en flottaison

This work proposes a semi-analytical method to calculate the dynamical response of symmetric and asymetric rectangular liquid containing structures in two dimensional space. The proposed method is based on the substructure method and can take account of the exibility of each wall independantly, the compressibility of the liquid, a radiation condition at the tank bottom, the sloshing of the liquid surface and allows to take account of a more general condition of oating masses such as ice-blocks. The method uses the nite element technique to compute the natural modes of the dry structure and deals with the fuid potential by solving the boundary value problem. The method is limited to small changes, and employs Airy linear theory for modeling the sloshing problem. The proposed technique has been programmed and validated using the nite element method for several numerical examples. It provided an opportunity to highlight the amplifying eect of an ice cover on the response of the fuid and the structure.

Résumé

Ce travail a permis de developper une methode semi-analytique originale permettant de calculer la reponse sismique des reservoirs rectangulaires symetriques, ou presentant une eventuelle asymetrie geometrique ou materielle des parois. La methode proposee est basee sur la methode de sous-structuration et permet la prise en compte de la exibilite des parois, de la compressibilite du liquide contenu, d'une condition de radiation au fond du reservoir, du ballotement de la surface liquide et permet d'integrer une condition plus generale de masses ottantes comme des blocs de glace. La methode emploie les elements nis pour le calcul des modes propres de la structure seche et se base sur la technique des valeurs limites pour resoudre l'equation differentielle regissant le potentiel des vitesses du uide. La methode est limitee aux petites variations et emploie la theorie lineaire d'Airy pour la modelisation du probleme de ballotement. La technique proposee a ete programmee et validee a l'aide de modeles elabores par la methode des elements nis, pour plusieurs exemples numeriques. Elle a notamment permis de mettre en evidence l'eet amplicateur d'un couvert de glace sur la reponse du uide et de la structure.