CN114936501B - 针对立式储油罐在风压下的填充度评估方法及装置 - Google Patents

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CN114936501B CN202210854333.5A CN202210854333A CN114936501B CN 114936501 B CN114936501 B CN 114936501B CN 202210854333 A CN202210854333 A CN 202210854333A CN 114936501 B CN114936501 B CN 114936501B
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Abstract

本申请公开了一种针对立式储油罐在风压下的填充度评估方法，包括：将储油罐的迎风区划分为多个子区域；模拟目标风速下所述多个子区域各自的脉动风速时程；根据所述多个子区域各自的脉动风速时程，得到所述多个子区域各自的脉动风压时程；将所述多个子区域各自的脉动风压时程加载到所述储油罐的三维有限元模型中，确定所述储油罐的最小安全填充度；其中，所述最小安全填充度是指：在所述目标风速下保障所述迎风区的最大破坏程度低于预设标准的储油罐最小液位值。本申请提供的技术方案，可以在台风来临前准确地评估出储油罐的最小安全填充度，不仅节约用水，且能够降低后期的油料脱水成本。

Description

针对立式储油罐在风压下的填充度评估方法及装置
技术领域
本申请涉及计算机领域，尤其涉及一种针对立式储油罐在风压下的填充度评估方法、装置、计算机设备和计算机可读存储介质。
背景技术
我国位处西太平洋海区，是受台风影响最严重的国家之一。历次风灾中，工程结构的损坏和倒塌给公众生命财产安全带来重大损失。例如储油罐具有空间薄壁结构特性，强台风作用下罐壁失稳、破坏、甚至整体倾覆等风险较大。从而导致造成油料流失，同时易燃、易爆、有毒的化工原料、过程料及成品的泄漏，大大提升了发生爆炸、火灾环境污染等潜在次生灾害风险，严重威胁着公众的生命财产安全。
高液位能够提升强台风下储油罐的稳定性和降低台风对储油罐的破坏。因此，台风来临前会在储油罐中注满水进行应对，但该方式浪费水且增加巨大的油料脱水成本。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种针对立式储油罐在风压下的填充度评估方法、装置、计算机设备以及计算机可读存储介质，可以用于解决上文所述的问题。
本申请实施例的一个方面提供了一种针对立式储油罐在风压下的填充度评估方法，包括：
将储油罐的迎风区划分为多个子区域；
模拟目标风速下所述多个子区域各自的脉动风速时程；
根据所述多个子区域各自的脉动风速时程，得到所述多个子区域各自的脉动风压时程；
将所述多个子区域各自的脉动风压时程加载到所述储油罐的三维有限元模型中，确定所述储油罐的最小安全填充度；其中，所述最小安全填充度是指：在所述目标风速下保障所述迎风区的最大破坏程度低于预设标准的储油罐最小液位值。
可选的，所述模拟目标风速下所述多个子区域各自的脉动风速时程，包括：
基于目标风速和各子区域的空间坐标，得到各子区域对应的平均风速；
基于各子区域的空间坐标、平均风速，得到各子区域与其他子区域之间的空间相关系数；
根据各子区域与其他子区域之间的空间相关系数，得到各子区域的脉动风互动功率频谱；
根据各子区域的脉动风互动功率频谱，得到各子区域的分解矩阵；
根据各子区域的分解矩阵，得到各子区域的相位；及
根据各子区域的相位以及分解矩阵，得到所述多个子区域各自的脉动风速时程。
可选的，所述根据所述多个子区域各自的脉动风速时程，得到所述多个子区域各自的脉动风压时程，包括：
确定所述迎风区中各子区域的风压分布系数；及
根据各子区域的平均风速、脉动风速时程和风压分布系数，得到各子区域的脉动风压时程。
可选的，所述将所述多个子区域各自的脉动风压时程加载到所述储油罐的三维有限元模型中，确定所述储油罐的最小安全填充度，包括：
根据所述储油罐的结构特征、材料特征、锚固特征以及位于所述储油罐上的抗风结构特征，对所述储油罐的几何模型进行离散化处理，建立所述三维有限元模型；
将所述多个子区域各自的脉动风压时程加载到所述三维有限元模型中，得到所述储油罐在多个液位值的最大变形程度，每个液位值分别对应一个最大变形程度；
根据所述预设标准以及所述多个液位值的最大变形程度，确定所述多个液位值中的目标液位值；其中，所述目标液位值被用于作为所述最小安全填充度。
可选的，所述脉动风压时程对应脉动风模拟和脉动风卸载；对应的，所述将所述多个子区域各自的脉动风压时程加载到所述三维有限元模型中，得到所述储油罐在多个液位值的最大变形程度，包括：
将脉动风卸载之后的最终表面径向位移，确定为所述储油罐在相应液位值下的最大变形程度。
可选的，还包括：
获取多个其他风速在不同液位值下的最小安全填充度；
根据所述多个其他风速和目标风速各自在不同液位值下的最小安全填充度，确定不同风速下的最小安全填充度的变化特征；
根据当前台风达到所述储油罐所在区域时的预测最大风速、所述储油罐在不同风速下的最小安全填充度的变化特征、所述储油罐中的储油量，确定所述储油罐的注水量。
可选的，所述根据当前台风达到所述储油罐所在区域时的预测最大风速、所述储油罐在不同风速下的最小安全填充度的变化特征、所述储油罐中的储油量，确定所述储油罐的注水量，包括：
根据所述储油罐在不同风速下的最小安全填充度的变化特征，确定所述预测最大风速对应的最小安全填充度；
根据所述变化特征，判断所述预测最大风速的预设相邻范围内的最小安全填充度是否存在突然跃升情况；
若所述预测最大风速的预设相邻范围内的最小安全填充度存在突然跃升情况，则将突然跃升后的最小安全填充度确定为应对所述预测最大风速的目标最小安全填充度；
根据所述目标最小安全填充度和所述储油罐中的储油量，确定所述储油罐的注水量。
可选的，还包括：
通过公式
Figure 478542DEST_PATH_IMAGE001
得到各子区域的平均风速
Figure 39973DEST_PATH_IMAGE002
；
其中，
Figure 136105DEST_PATH_IMAGE003
为离地高度z下的参考风速，z为相应子区域的离地高度，
Figure 50971DEST_PATH_IMAGE004
为目标影响因子；
其中，
Figure 181738DEST_PATH_IMAGE004
的生成步骤如下：
获取所述储油罐所在区域的3D数字地图，所述3D数字地图包括地形数据和地面承载物数据；
根据所述储油罐在所述3D数字地图中的目标坐标，从所述3D数字地图中确定目标区域；
对所述目标区域进行网格划分得到多个网格，所述多个网格包括不同大小的多级网格，各级网格的设置根据网格所在位置与所述目标坐标的距离和方位而定；
根据各网格中的地面数据和承载物数据，得到各网格的初始特征值；其中，所述地面数据包括用于标识地面类型的标签、属性描述信息；所述承载物数据包括承载物的类型标签、所述承载物的属性描述信息，所述承载物的属性描述信息包括所述承载物形状、大小、高度；其中，所述初始特征值通过将所述地面数据中各个信息的归一化值以及所述承载物数据中各个信息的归一化值输入到训练好的归一化模型中得到，所述归一化模型用于检测单个网格的粗糙指数；
根据各网格的初始特征值和对应的级别，得到各网格的目标特征值；其中，每个级别对应一个不同的权重，目标特征值为相应网格的初始特征值与相应权重之积；
将各网格的目标特征值进行拼合，得到目标地面粗糙特征数组；
将所述目标地面粗糙特征数组输入到已经训练好的分类模型中，得到所述目标区域的影响因子的插值结果，并将所述插值结果确定为所述目标影响因子。
可选的，所述对所述目标区域进行网格划分得到多个网格，包括：
以所述目标坐标为中心点，根据所述储油罐的最大高度和周围的地形、承载物确定具有目标半径的圆形区域；
以所述目标坐标为中心点，根据风向确定以中心点为圆心的扇形区域；
将所述圆形区域和所述扇形区域整合，将整合后的区域确定为所述目标区域；
对所述目标区域划分多个片区，并获取各个片区相对于所述中心点的方位和距离；
根据各个片区相对于所述中心点的方位和距离，确定各个片区的级别；
对各片区分别进行网格划分，得到所述多个网格，各片区的级别大小和其内网格的大小成反比。
本申请实施例的一个方面又提供了针对立式储油罐在风压下的填充度评估装置，包括：
划分模块，用于将储油罐的迎风区划分为多个子区域；
模拟模块，用于模拟目标风速下所述多个子区域各自的脉动风速时程；
获取模块，用于根据所述多个子区域各自的脉动风速时程，得到所述多个子区域各自的脉动风压时程；
确定模块，用于将所述多个子区域各自的脉动风压时程加载到所述储油罐的三维有限元模型中，确定所述储油罐的最小安全填充度；其中，所述最小安全填充度是指：在所述目标风速下保障所述迎风区的最大破坏程度低于预设标准的储油罐最小液位值。
本申请实施例的一个方面又提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时用于实现如上述针对立式储油罐在风压下的填充度评估方法的步骤。
本申请实施例的一个方面又提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序可被至少一个处理器所执行，以使所述至少一个处理器执行如上述针对立式储油罐在风压下的填充度评估方法的步骤。
本申请实施例提供的针对立式储油罐在风压下的填充度评估方法、装置、计算机设备以及计算机可读存储介质，可以至少包括以下优点：可以在台风来临前准确低计算量的评估出储油罐的最小安全填充度（即，在保障储油罐安全前提下所需的最小注水量），不仅能够最大程度节约用水，且降低后期的油料脱水成本。
附图说明
图1示意性示出了根据本申请实施例一的针对立式储油罐在风压下的填充度评估方法的流程图；
图2示意性示出了步骤S102的子流程图；
图3示意性示出了根据本申请实施例一的针对立式储油罐在风压下的填充度评估方法的流程图的新增步骤；
图4示意性示出了步骤S304的子流程图；
图5示意性示出了步骤S106的子流程图；
图6示意性示出了根据本申请实施例一的针对立式储油罐在风压下的填充度评估方法的流程图的新增步骤；
图7示意性示出了步骤S604的子流程图；
图8示意性示出了根据本申请实施例二的针对立式储油罐在风压下的填充度评估装置的框图；
图9示意性示出了根据本申请实施例三的适于实现针对立式储油罐在风压下的填充度评估方法的计算机设备的硬件架构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，在本申请实施例中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
在本申请的描述中，需要理解的是，步骤前的数字标号并不标识执行步骤的前后顺序，仅用于方便描述本申请及区别每一步骤，因此不能理解为对本申请的限制。
本申请涉及到的名词解释：
立式储油罐（下称储油罐），是储存油品的大型容器，是石油库的主要设备。储油罐按材质可分金属油罐和非金属油罐；按所处位置可分地下油罐、半地下油罐和地上油罐；按安装形式可分立式储油罐、卧式储油罐；按形状可分圆柱形、方箱形和球形。
按储油罐的材料：储油罐工程所需材料分为罐体材料和附属设施材料。立式储油罐罐体材料可按抗拉屈服强度或抗拉标准强度分为低强钢和高强钢，高强钢多用于5000m3以上储油罐；附属设施（包括抗风圈梁、锁口、盘梯、护栏等）均采用强度较低的普通碳素结构钢，其余配件、附件则根据不同的用途采用其他材质，制造罐体常用的国产钢材有20、20R、16Mn、16MnR、以及Q235系列等。
为了方便本领域技术人员理解本申请实施例提供的技术方案，下面对相关技术进行说明：
本发明人认为：处于强台风作用下储油罐的安全性能评估主要由两部分构成，一是描述作用于储油罐表面的脉动风压，二是分析储油罐的风致动力响应。
但是，相关技术没有评估脉动风对储油罐的影响而高估储油罐的可靠性，或者将风压简化成简单的周期函数输入储油罐结构模型进行动力学分析，但由于这种简化没有脉动风功率谱的约束，得到的风压能量分布不符合真实情况，这会影响后续结构响应分析的可靠性；或者将脉动风看作一个平稳高斯随机过程，然后利用线性滤波、谐波叠加等算法数值模拟得到功率谱与实测脉动风功率谱相近的脉动风压，再将其输入储油罐有限元模型进行动力学响应分析，然而应用这种方法时大多将储油罐迎风面的脉动风压简化为驻点脉动风压，即不考虑脉动风压随空间坐标的变化，而实际上结构任意点的脉动风之间并不是同步的，存在不同点之间的相互影响。此外，利用CFD直接模拟储油罐表面风压，然而边界条件设置难度大、计算时间长，难以满足快速响应的需求。另外，在结构动力响应方面，相关技术主要通过理论分析、数值模拟和风洞试验等方法进行研究。强台风作用下，易引起储油罐结构的屈曲破坏，前人研究中广泛采用LBA方法进行储油罐风致屈曲行为研究，LBA以线弹性小变形为假设，且忽略了结构的动力学行为。而实际风致屈曲是一个动力学过程，伴随着几何大变形与材料强度变化，线弹性假设会导致同应变下应力水平偏高，使后屈曲阶段的变形模式与实际情况不符，因此针对实际问题，需要考虑材料的弹塑性行为、几何非线性性质，以及合理的动力学求解算法与参数。
针对上述问题，有必要提供一种立式储油罐在针对立式储油罐在风压下的填充度评估方法，用于快速、准确评估不同风力对储油罐的破坏性，从而高效、快速、准确地得到最小安全填充度。
下面，将提供若干个实施例，来说明风压下结构非线性破坏分析方案。
实施例一
本实施例所述的方法可以以代码形式运行在计算机设备10000中。
如图1所示，该针对立式储油罐在风压下的填充度评估方法可以包括步骤S100~S106，其中：
步骤S100：将储油罐的迎风区划分为多个子区域。
在本实施例中，需要获取脉动风对所述储油罐的破坏和影响。经本发明人研究发现。与考虑整个储罐外表面风压随
Figure 399224DEST_PATH_IMAGE005
变化的情况相比，只考虑迎风区局部风压得到的临界破坏风压误差小于0.1%，因此储油罐的风致破坏是由迎风区的正压力决定的，从而对于脉动风，也可以仅考虑迎风方向，例如：可以选择
Figure 248231DEST_PATH_IMAGE006
作为决定储油罐是否破坏的迎风区进行分析。
脉动风可以被看作均值为0的平稳随机过程，其特性包括用湍流强度、功率谱、和空间相关性。湍流强度被定义为脉动风速的均方根与平均风速之比，顺风向湍流强度与地面粗糙度、离地高度有关。脉动风的功率谱描述的是脉动风的频域特性，用于描述脉动风能量在频域的分布。空间相关性指不同点之间的相互影响。因此为了更加准确分析台风对储油罐的影响，将迎风区划分为多个子区域。
步骤S102：模拟目标风速下所述多个子区域各自的脉动风速时程。
目标风速
Figure 701210DEST_PATH_IMAGE007
，为参考高度和观测时长的平均风速，如10米高度和10分钟测到的平均风速。
在可选的实施例中，如图2所示，步骤S102可以通过如下步骤实现：步骤S200，基于目标风速和各子区域的空间坐标，得到各子区域对应的平均风速；步骤S202，基于各子区域的空间坐标、平均风速，得到各子区域与其他子区域之间的空间相关系数；步骤S204，根据各子区域与其他子区域之间的空间相关系数，得到各子区域的脉动风互动功率频谱；步骤S206，根据各子区域的脉动风互动功率频谱，得到各子区域的分解矩阵；步骤S208，根据各子区域的分解矩阵，得到各子区域的相位；及步骤S210，根据各子区域的相位以及分解矩阵，得到所述多个子区域各自的脉动风速时程。下面具体介绍上述可选的实施例：
（1）通过公式
Figure 952062DEST_PATH_IMAGE008
得到各子区域的平均风速
Figure 589717DEST_PATH_IMAGE009
。
其中，
Figure 926020DEST_PATH_IMAGE007
为离地高度z下的目标风速，z为相应子区域的坐标高度，
Figure 182689DEST_PATH_IMAGE004
为目标影响因子。
（2）计算各子区域与其他子区域之间的空间相关系数。
以子区域a和子区域b之间的脉动风的空间相关系数为例，可以通过如下计算公式得到：
Figure 288049DEST_PATH_IMAGE010
其中，
Figure 345872DEST_PATH_IMAGE011
表示a、b之间的空间相关系数，
Figure 107155DEST_PATH_IMAGE012
、
Figure 229832DEST_PATH_IMAGE013
、
Figure 252014DEST_PATH_IMAGE014
、
Figure 169155DEST_PATH_IMAGE015
是a、b的空间坐标，
Figure 417733DEST_PATH_IMAGE016
、
Figure 157151DEST_PATH_IMAGE017
为预先设定的衰减系数，
Figure 705944DEST_PATH_IMAGE018
为各自对应的平均风速，
Figure 59564DEST_PATH_IMAGE019
为脉动风频率。不同空间点的脉动风之间存在相位差，距离越远则同时达到最大值的可能性越小。通过上述空间相关系数可以得到子区域a、b之间的脉动风相互影响程度。
（3）根据各子区域与其他子区域之间的空间相关系数，得到各子区域的脉动风互动功率频谱。
继续以子区域a和子区域b为例，它们二者的脉动风互动功率频谱
Figure 529860DEST_PATH_IMAGE020
：
Figure 994339DEST_PATH_IMAGE021
其中，
Figure 725535DEST_PATH_IMAGE022
为a、b各自的脉动风速功率频谱，
Figure 250057DEST_PATH_IMAGE023
为二者的空间相关系数。
其中，脉动风速功率频谱
Figure 207649DEST_PATH_IMAGE024
的计算方式可以为：
Figure 210240DEST_PATH_IMAGE025
其中，
Figure 307859DEST_PATH_IMAGE026
为目标风速，
Figure 3283DEST_PATH_IMAGE027
，
Figure 182591DEST_PATH_IMAGE029
根据地面粗糙度（目标地面粗糙度类型）而定。
（4）根据各子区域的脉动风互动，得到各子区域的分解矩阵
Figure 988873DEST_PATH_IMAGE030
。
Figure 960241DEST_PATH_IMAGE031
其中，m子区域的总个数，
Figure 560986DEST_PATH_IMAGE032
为各子区域脉动风互动功率频谱
Figure 493170DEST_PATH_IMAGE033
的分解矩阵。
其中，
Figure 837564DEST_PATH_IMAGE034
为双索引圆频率，可以为通过以下公式计算：
Figure 414170DEST_PATH_IMAGE035
其中，
Figure 185817DEST_PATH_IMAGE036
；
Figure 605297DEST_PATH_IMAGE037
为离散频率点数；
Figure 753381DEST_PATH_IMAGE038
，
Figure 433761DEST_PATH_IMAGE039
为截断频率，
Figure 641889DEST_PATH_IMAGE041
为要模拟的脉动风时程长度，
Figure 283086DEST_PATH_IMAGE042
。
（5）根据各子区域的分解矩阵，得到各子区域的相位。
Figure 969282DEST_PATH_IMAGE043
为
Figure 19015DEST_PATH_IMAGE032
的相位，其表达式为
Figure 132465DEST_PATH_IMAGE032
虚部与实部之比的正切函数：
Figure 260958DEST_PATH_IMAGE044
（6）根据各子区域的相位以及分解矩阵，得到所述多个子区域各自的脉动风速时程
Figure 750845DEST_PATH_IMAGE045
。模拟脉动风场就是要生成一个既满足一定的随机性又满足指定特征谱的脉动风速时程曲线。具体的：
Figure 405817DEST_PATH_IMAGE046
其中，
Figure 955747DEST_PATH_IMAGE047
；
Figure 571536DEST_PATH_IMAGE048
为均匀地分布于
Figure 599535DEST_PATH_IMAGE049
区间的随机相位。
通过上述方式可以以较低计算量获取具有空间相关性的各区域的精确脉动风速时程。
在可选的实施例中，为了更加准确的评估地面粗糙程度获取更加精确的目标影响因子，从而可以更加精确地评估各个脉动风的脉动风速时程，进而精确地确定后文的最小安全填充度，如图3所示，所述安全填充度评估方法还包括生成目标影响因子
Figure 859746DEST_PATH_IMAGE050
的步骤，具体可以如下：步骤S300，获取所述储油罐所在区域的3D数字地图，所述3D数字地图包括地形数据和地面承载物数据；步骤S302，根据所述储油罐在所述3D数字地图中的目标坐标，从所述3D数字地图中确定目标区域；步骤S304，对所述目标区域进行网格划分得到多个网格，所述多个网格包括不同大小的多级网格，各级网格的设置根据网格所在位置与所述目标坐标的距离和方位而定；步骤S306，根据各网格中的地面数据和承载物数据，得到各网格的初始特征值；其中，所述地面数据包括用于标识地面类型的标签、属性描述信息；所述承载物数据包括承载物的类型标签、所述承载物的属性描述信息，所述承载物的属性描述信息包括所述承载物形状、大小、高度；其中，所述初始特征值通过将所述地面数据中各个信息的归一化值以及所述承载物数据中各个信息的归一化值输入到训练好的归一化模型中得到，所述归一化模型用于检测单个网格的粗糙指数；步骤S308，根据各网格的初始特征值和对应的级别，得到各网格的目标特征值；其中，每个级别对应一个不同的权重，目标特征值为相应网格的初始特征值与相应权重之积；步骤S310，将各网格的目标特征值进行拼合，得到目标地面粗糙特征数组；步骤S312，将所述目标地面粗糙特征数组输入到已经训练好的分类模型中，得到所述目标区域的影响因子的插值结果，并将所述插值结果确定为所述目标影响因子。
其中，地形数据是能够表示地表面高低起伏状态的数据，即具有高程信息的数据。在本实施例中，描述信息可以包括类型（如河流、海岸、湖岸等）、高低、坡度。
其中，地面承载物数据可以包括类型（树木、房屋、草地等）、各类承载物的形状、密度、大小、高低等。
不同的地形数据和承载物数据，会对储油罐的风速产生一定的影响。因此，先确定可能会对风速产生影响的目标区域，然后对目标区域进行网络划分，不同网络所对应地方的地形和承载物以及与储油罐对应的距离和方位不同，对风速的影响不同，因此对各网格分级。各级网格的设置根据网格所在位置与所述目标坐标的距离和方位而定。继而，根据各网格中的地面数据和承载物数据，得到各网格的初始特征值。需要说明的是，该初始地面粗糙度可以根据预先确定规则得到，也可以通过训练好的回归模型得到，本实施例不做限定。之后，根据各网格的初始特征值和对应的级别，得到各网格的目标特征值。级别越高，其对风速的影响权重就不同，为了精确评估，因此对加紧初始特征值转换为目标特征值。这些目标特征值可以用于输入到分类模型中，得到和各个影响因子的插值结果的置信度，将置信度最高的影响因子的插值结果确定为目标影响因子。最后，根据目标地面粗糙度类型得到影响的目标影响因子，进而得到准确的平均风速。
在可选的实施例中，为了节省算力和更加精确地计算出各子区域的平均风速，以更加精确地评估各个脉动风的脉动风速时程，进而精确地确定后文的最小安全填充度，如图4所示，步骤S304可以包括：步骤S400，以所述目标坐标为中心点，根据所述储油罐的最大高度和周围的地形、承载物确定具有目标半径的圆形区域；步骤S402，以所述目标坐标为中心点，根据风向确定以中心点为圆心的扇形区域；步骤S404，将所述圆形区域和所述扇形区域整合，将整合后的区域确定为所述目标区域；步骤S406，对所述目标区域划分多个片区，并获取各个片区相对于所述中心点的方位和距离；步骤S408，根据各个片区相对于所述中心点的方位和距离，确定各个片区的级别；步骤S410，对各片区分别进行网格划分，得到所述多个网格，各片区的级别大小和其内网格的大小成反比。
步骤S104：根据所述多个子区域各自的脉动风速时程，得到所述多个子区域各自的脉动风压时程。
为了得到精确的脉动风压时程，进而精确地确定后文的最小安全填充度，步骤S104可以通过如下步骤实现：确定所述迎风区中各子区域的风压分布系数；及根据各子区域的平均风速、脉动风速时程和风压分布系数，得到各子区域的脉动风压时程。
具体的，由于储油罐的特征尺度远小于自然风的主导漩涡尺度，因此认为脉动风压与来流风速在储油罐上的迎风区的分布规律相同，从而得到脉动风压时程
Figure 580578DEST_PATH_IMAGE051
为：
Figure 683663DEST_PATH_IMAGE052
；
其中，
Figure 515353DEST_PATH_IMAGE053
为空气密度，
Figure 879338DEST_PATH_IMAGE054
为相应子区域的平均风速，
Figure 771071DEST_PATH_IMAGE055
为相应子区域
Figure 361452DEST_PATH_IMAGE057
的风压分布系数。其中，
Figure 731253DEST_PATH_IMAGE058
，
Figure 467522DEST_PATH_IMAGE059
为傅里叶系数，
Figure 530156DEST_PATH_IMAGE060
为迎向台风的角度。
步骤S106：将所述多个子区域各自的脉动风压时程加载到所述储油罐的三维有限元模型中，确定所述储油罐的最小安全填充度；其中，所述最小安全填充度是指：在所述目标风速下保障所述迎风区的最大破坏程度低于预设标准的储油罐最小液位值。
三维有限元模型在节点处连接、仅靠节点传力、仅在节点处受约束的单元组合体。具体的：1、选择网格种类及定义分析类型。2、添加材料属性：材料属性可以从材料库中选择，它不并考虑缺陷和表面条件等因素，与几何模型相比，它有更多的不确定性。3、施加约束：定义约束是最容易产生误差的地方。4、输入脉动风压时程，确定风压的大小、分布、时间依赖关系。通过上述建模以风险力学响应。
在可选的实施例中，如图5所示，步骤S106“所述将所述多个子区域各自的脉动风压时程加载到所述储油罐的三维有限元模型中，确定所述储油罐的最小安全填充度”可以包括：步骤S500，根据所述储油罐的结构特征、材料特征、锚固特征以及位于所述储油罐上的抗风结构特征，对所述储油罐的几何模型进行离散化处理，建立所述三维有限元模型；步骤S502，将所述多个子区域各自的脉动风压时程加载到所述三维有限元模型中，得到所述储油罐在多个液位值的最大变形程度，每个液位值分别对应一个最大变形程度；步骤S504，根据所述预设标准以及所述多个液位值的最大变形程度，确定所述多个液位值中的目标液位值；其中，所述目标液位值被用于作为所述最小安全填充度。其中：
结构特征，可以包括形状、壁厚、大小等
材料特征，可以包括材料类别、材料特性等；
锚固特征，可以包括各位置的锚固，如底部锚固等；
抗风结构特征，可以包括是否有抗风圈等。
举例而言：
强台风下，储油罐易在脉动风影响下发生屈曲变形，导致储油罐承载力下降，进而引发油气泄漏扩散事故。屈曲是指受力的结构部件形状的突然变化，如果薄壁结构承受逐渐增加的某些特定方向的压，当压达到某一临界值时，构件可能会突然变形，且该压临界值往往远小于结构的许用应力。屈曲发生后，压可能会导致明显的结构变形，使结构发生塑性屈服，导致构件的承载能力完全丧失。结构的屈曲是处于高位能的结构由平衡的临界状态随着能量释放向稳定平衡状态运动的过程。大型储油罐的径厚比较大，属于薄壁圆管结构，在风压作用下，易发生迎风面的屈曲行为，进而导致结构失稳，储油罐局部或整体破坏失效。考虑到汽储油罐的结构尺寸与风压的随机性，实验成本与实验条件难以达到。
相对于储油罐的静力学分析，或者将动压简化为简单的脉动函数或周期函数，而实际工程中的风压随机性和相关性及其显著，利用简化后的压加载到有限元模型求解出的结论，无法如实反映实际风场与储油罐结构间的相互作用关系。本实施例对储油罐结构进行了数值离散化处理，建立三维有限元模型，对脉动风压下储油罐的动力响应进行了计算分析。三维有限元模型构建的主要步骤包括处理数值离散格式，选择储油罐结构材料本构模型，加载边界条件及脉动风压。
例如，若储油罐为薄壁结构，脉动风作用下，罐壁屈曲的主要形式为连续的波纹状面外弯曲。因此要求单元算法具有平移和旋转自由度，以反映薄壁结构的弯曲特性。在本实施例中，可使用三维壳单元对储油罐的几何模型进行离散。在风致屈曲过程中，储油罐壁在失稳后进入后屈曲阶段，结构发生大变形，材料产生塑性应变。该过程可由冯-米塞斯屈服准则与双线性塑性流动准则描述。若储油罐的底部被锚固，锚固条件可等效为约束底部节点的平动与转动自由度，提供边界条件。
另外，储油罐内部液体在重力作用下会压迫罐壁，使罐壁产生内应力，该内应力可能会改变罐体的受力分布和屈曲性质，因此需进行不同填充度下的储油罐屈曲分析。填充物所造成的压力可使用如下公式进行计算：
Figure 342254DEST_PATH_IMAGE061
；其中
Figure 781325DEST_PATH_IMAGE062
是罐壁所受压力，
Figure 119903DEST_PATH_IMAGE063
是内充液体密度，
Figure 353438DEST_PATH_IMAGE064
是重力加速度，
Figure 652832DEST_PATH_IMAGE065
是内充液体高度。可以看到，压力
Figure 364436DEST_PATH_IMAGE066
是高度
Figure 573832DEST_PATH_IMAGE065
的函数，在储油罐截面积不变的情况下，参数
Figure 978269DEST_PATH_IMAGE065
代表了储油罐的填充度：
Figure 561697DEST_PATH_IMAGE067
；其中
Figure 14675DEST_PATH_IMAGE068
代表填充度，
Figure 593424DEST_PATH_IMAGE069
代表储油罐高度。结合上述公式，可得：
Figure 168761DEST_PATH_IMAGE070
。
储油罐的尺寸较大，材料密度高，自重大，且重力产生的结构内应力也会影响结构的屈曲性质，因此仿真分析中需考虑重力压的影响。结构分析中，为避免不必要的应力震荡，可将重力压缓慢加载至恒定值，拉应力会抑制屈曲行为，压应力会导致屈曲行为，在不同填充度工况下，罐壁的内应力分布是比较复杂的，这难以利用理论计算得到储油罐临界风压的解析解，则借助数值方法进行求解。
最后：可以把储油罐迎风区（
Figure 442748DEST_PATH_IMAGE071
）展开为一个平面，并划分为n×m个子区域，把各子区域共n×n个具有空间相关性的脉动风速时程，加载到建立的三维有限元模型进行动力学响应分析，研究储油罐在不同工况组合（填充度）下安全性。
在可选的实施例中，所述脉动风压时程对应脉动风模拟和脉动风卸载；对应的，所述步骤S502可以通过如下步骤实现：将脉动风卸载之后的最终表面径向位移，确定为所述储油罐在相应液位值下的最大变形程度。例如脉动风模拟时长均为100秒，且额外增加5秒的脉动风卸载时间，在基于偏差要求评估储油罐在脉动风作用下的安全性时，得到脉动风压卸载之后的最终位移，得到更精确的评估。
在可选的实施例中，如图6所示，所述针对立式储油罐在风压下的填充度评估还可以包括：步骤S600，获取多个其他风速在不同液位值下的最小安全填充度；步骤S602，根据所述多个其他风速和目标风速各自在不同液位值下的最小安全填充度，确定不同风速下的最小安全填充度的变化特征；步骤S604，根据当前台风达到所述储油罐所在区域时的预测最大风速、所述储油罐在不同风速下的最小安全填充度的变化特征、所述储油罐中的储油量，确定所述储油罐的注水量。
具体的，计算机设备10000可以电连接储油罐的注水控制阀，在台风来临前控制注水，在保障储油罐安全的同时，控制注入最少的水量，从而节水和降低脱水成本。
在可选的实施例中，如图7所示，所述步骤S604包括：步骤700，根据所述储油罐在不同风速下的最小安全填充度的变化特征，确定所述预测最大风速对应的最小安全填充度；步骤702，根据所述变化特征，判断所述预测最大风速的预设相邻范围内的最小安全填充度是否存在突然跃升情况；步骤704，若所述预测最大风速的预设相邻范围内的最小安全填充度存在突然跃升情况，则将突然跃升后的最小安全填充度确定为应对所述预测最大风速的目标最小安全填充度；步骤706，根据所述目标最小安全填充度和所述储油罐中的储油量，确定所述储油罐的注水量。在本可选的实施例中，可以进一步在注水量和安全性上取得精确平衡。
在通过本实施例提供的方案针对某个储油罐分析时得出台风对不同填充度的储油罐的破坏程度具有跳跃特性。以某储油罐在平均风速50m/s,填充度10%为例，加载脉动风数秒后储油罐就到达屈曲临界点，产生明显的径向位移突变，进入后屈曲阶段。脉动风影响下，储油罐壁面变形程度整体呈增大趋势，并伴随有脉动性。卸载后，储油罐有残余径向变形，表明结构进入了塑性阶段，远超过规范允许的范围。继续以某储油罐在平均风速50m/s，填充度10%为例，罐壁进入塑性变形阶段后，抗风能力降低，在脉动风水平不变的前提下，塑性应变不断累积，变形程度不断加剧，罐壁有明显变形，抗风能力会随变形程度而进一步劣化，导致储油罐的安全性快速下降。随着填充度增加，风压下储油罐径向位移迅速下降，当填充度超过70%时，储油罐几乎不会发生变形。即储油罐局部最小安全度有“突然跃升”的特点，平均风速到达突变点时，局部最小安全度陡然升高，平均风速超过突变点时，局部最小安全度随着风速的增加而线性增加，如有抗风圈的情况下，平均风速从50m/s上升到55m/s时，最小安全填充度从10%跃升到50%，而当无抗风圈时，均风速从40m/s上升到45m/s时，最小安全填充度从10%跃升到50%。
相对于现有技术中的评估方法（如欧盟规范的经验公式法），本申请实施例具有如下优点：欧标方法中不同平均风速对应的最小安全填充度偏低，系统性地低估了脉动风对储油罐的破坏作用。此外，欧标方法在有抗风圈和无抗风圈的情况下，评估得到的最小安全填充度均为50%，无法体现抗风圈对全工况最小安全填充度的显著影响，也远小于本实施例计算得到的80%。可见，欧盟标准中对风压的刻画是粗糙的，无法反映不同风速条件下储油罐最小安全填充度的变化规律，这一技术路径会得出不够安全的结果，低估了脉动风压对储油罐破坏作用。
而在本实施例中，为防止储油罐风致屈曲、减少损失，本实施例提供的方法考虑风速、地面粗糙度、结构尺寸、材料力学性能、约束条件（有无抗风圈、地面锚固和非锚固特征）、液位高度（注水）等因素对储油罐风致动力响应的影响，结合储油罐迎风区多点脉动风压表征和结构破坏失效的非线性动力学响应方法，计算储油罐迎风区的风压分布和储油罐结构响应过程，评估不同风速和填充度下储油罐的安全性能，对比了有无抗风圈时的安全性能差异，获得不同工况下储油罐结构失效的演化规律，如，风速逐渐上升时储油罐最小安全填充度有“突然跃升”的特点，即风速上升时最小安全填充度迅速上升到较高的水平。
实施例二
图8示意性示出了根据本申请实施例二的针对立式储油罐在风压下的填充度评估装置的框图。该针对立式储油罐在风压下的填充度评估装置可以被分割成一个或多个程序模块，一个或者多个程序模块被存储于存储介质中，并由一个或多个处理器所执行，以完成本申请实施例。本申请实施例所称的程序模块是指能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，以下描述将具体介绍本实施例中各程序模块的功能。如图8所示，该针对立式储油罐在风压下的填充度评估装置800可以包括划分模块810、模拟模块820、获取模块830、确定模块840，其中：
划分模块810，用于将储油罐的迎风区划分为多个子区域；
模拟模块820，用于模拟目标风速下所述多个子区域各自的脉动风速时程；
获取模块830，用于根据所述多个子区域各自的脉动风速时程，得到所述多个子区域各自的脉动风压时程；
确定模块840，用于将所述多个子区域各自的脉动风压时程加载到所述储油罐的三维有限元模型中，确定所述储油罐的最小安全填充度；其中，所述最小安全填充度是指：在所述目标风速下保障所述迎风区的最大破坏程度低于预设标准的储油罐最小液位值。
在可选的实施例中，所述模拟模块820还用于：
基于目标风速和各子区域的空间坐标，得到各子区域对应的平均风速；
基于各子区域的空间坐标、平均风速，得到各子区域与其他子区域之间的空间相关系数；
根据各子区域与其他子区域之间的空间相关系数，得到各子区域的脉动风互动功率频谱；
根据各子区域的脉动风互动功率频谱，得到各子区域的分解矩阵；
根据各子区域的分解矩阵，得到各子区域的相位；及
根据各子区域的相位以及分解矩阵，得到所述多个子区域各自的脉动风速时程。
在可选的实施例中，所述获取模块830还用于：
确定所述迎风区中各子区域的风压分布系数；及
根据各子区域的平均风速、脉动风速时程和风压分布系数，得到各子区域的脉动风压时程。
在可选的实施例中，所述确定模块840还用于：
根据所述储油罐的结构特征、材料特征、锚固特征以及位于所述储油罐上的抗风结构特征，对所述储油罐的几何模型进行离散化处理，建立所述三维有限元模型；
将所述多个子区域各自的脉动风压时程加载到所述三维有限元模型中，得到所述储油罐在多个液位值的最大变形程度，每个液位值分别对应一个最大变形程度；
根据所述预设标准以及所述多个液位值的最大变形程度，确定所述多个液位值中的目标液位值；其中，所述目标液位值被用于作为所述最小安全填充度。
在可选的实施例中，所述脉动风压时程对应脉动风模拟和脉动风卸载；对应的，所述确定模块840还用于：
将脉动风卸载之后的最终表面径向位移，确定为所述储油罐在相应液位值下的最大变形程度。
在可选的实施例中，所述确定模块还用于：
获取多个其他风速在不同液位值下的最小安全填充度；
根据所述多个其他风速和目标风速各自在不同液位值下的最小安全填充度，确定不同风速下的最小安全填充度的变化特征；
根据当前台风达到所述储油罐所在区域时的预测最大风速、所述储油罐在不同风速下的最小安全填充度的变化特征、所述储油罐中的储油量，确定所述储油罐的注水量。
在可选的实施例中，所述确定模块840还用于：
根据所述储油罐在不同风速下的最小安全填充度的变化特征，确定所述预测最大风速对应的最小安全填充度；
根据所述变化特征，判断所述预测最大风速的预设相邻范围内的最小安全填充度是否存在突然跃升情况；
若所述预测最大风速的预设相邻范围内的最小安全填充度存在突然跃升情况，则将突然跃升后的最小安全填充度确定为应对所述预测最大风速的目标最小安全填充度；
根据所述目标最小安全填充度和所述储油罐中的储油量，确定所述储油罐的注水量。
在可选的实施例中，所述装置还可以包括风速计算模块，用于：
通过公式
Figure 338897DEST_PATH_IMAGE072
得到各子区域的平均风速
Figure 444257DEST_PATH_IMAGE073
；
其中，
Figure 128179DEST_PATH_IMAGE074
为离地高度z下的参考风速，z为相应子区域的离地高度，
Figure 686199DEST_PATH_IMAGE075
为目标影响因子；
其中，
Figure 136772DEST_PATH_IMAGE075
的生成步骤如下：
获取所述储油罐所在区域的3D数字地图，所述3D数字地图包括地形数据和地面承载物数据；
根据所述储油罐在所述3D数字地图中的目标坐标，从所述3D数字地图中确定目标区域；
对所述目标区域进行网格划分得到多个网格，所述多个网格包括不同大小的多级网格，各级网格的设置根据网格所在位置与所述目标坐标的距离和方位而定；
根据各网格中的地面数据和承载物数据，得到各网格的初始特征值；其中，所述地面数据包括用于标识地面类型的标签、属性描述信息；所述承载物数据包括承载物的类型标签、所述承载物的属性描述信息，所述承载物的属性描述信息包括所述承载物形状、大小、高度；其中，所述初始特征值通过将所述地面数据中各个信息的归一化值以及所述承载物数据中各个信息的归一化值输入到训练好的归一化模型中得到，所述归一化模型用于检测单个网格的粗糙指数；
根据各网格的初始特征值和对应的级别，得到各网格的目标特征值；其中，每个级别对应一个不同的权重，目标特征值为相应网格的初始特征值与相应权重之积；
将各网格的目标特征值进行拼合，得到目标地面粗糙特征数组；
将所述目标地面粗糙特征数组输入到已经训练好的分类模型中，得到所述目标区域的影响因子的插值结果，并将所述插值结果确定为所述目标影响因子。
在可选的实施例中，所述风速计算模块还用于：
以所述目标坐标为中心点，根据所述储油罐的最大高度和周围的地形、承载物确定具有目标半径的圆形区域；
以所述目标坐标为中心点，根据风向确定以中心点为圆心的扇形区域；
将所述圆形区域和所述扇形区域整合，将整合后的区域确定为所述目标区域；
对所述目标区域划分多个片区，并获取各个片区相对于所述中心点的方位和距离；
根据各个片区相对于所述中心点的方位和距离，确定各个片区的级别；
对各片区分别进行网格划分，得到所述多个网格，各片区的级别大小和其内网格的大小成反比。
实施例三
图9示意性示出了根据本申请实施例三的适于实现针对立式储油罐在风压下的填充度评估方法的计算机设备10000的硬件架构示意图。计算机设备10000是一种能够按照事先设定或者存储的指令，自动进行数值计算和/或信息处理的设备。例如，可以是机架式服务器、刀片式服务器、塔式服务器或机柜式服务器（包括独立的服务器，或者多个服务器所组成的服务器集群）等。如图9所示，计算机设备10000至少包括但不限于：可通过系统总线相互通信链接存储器10010、处理器10020、网络接口10030。其中：
存储器10010至少包括一种类型的计算机可读存储介质，可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器（例如，SD或DX存储器等）、随机访问存储器（RAM）、静态随机访问存储器（SRAM）、只读存储器（ROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、可编程只读存储器（PROM）、磁性存储器、磁盘、光盘等。在一些实施例中，存储器10010可以是计算机设备10000的内部存储模块，例如该计算机设备10000的硬盘或内存。在另一些实施例中，存储器10010也可以是计算机设备10000的外部存储设备，例如该计算机设备10000上配备的插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card，简称为SMC），安全数字（Secure Digital，简称为SD）卡，闪存卡（Flash Card）等。当然，存储器10010还可以既包括计算机设备10000的内部存储模块也包括其外部存储设备。本实施例中，存储器10010通常用于存储安装于计算机设备10000的操作系统和各类应用软件，例如针对立式储油罐在风压下的填充度评估方法的程序代码等。此外，存储器10010还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。
处理器10020在一些实施例中可以是中央处理器（Central Processing Unit，简称为CPU）、控制器、微控制器、微处理器、或其他数据处理芯片。该处理器10020通常用于控制计算机设备10000的总体操作，例如执行与计算机设备10000进行数据交互或者通信相关的控制和处理等。本实施例中，处理器10020用于运行存储器10010中存储的程序代码或者处理数据。
网络接口10030可包括无线网络接口或有线网络接口，该网络接口10030通常用于在计算机设备10000与其他计算机设备之间建立通信链接。例如，网络接口10030用于通过网络将计算机设备10000与外部用户终端相连，在计算机设备10000与外部用户终端之间的建立数据传输通道和通信链接等。网络可以是企业内部网（Intranet）、互联网（Internet）、全球移动通讯系统（Global System of Mobile communication，简称为GSM）、宽带码分多址（Wideband Code Division Multiple Access，简称为WCDMA）、4G网络、5G网络、蓝牙（Bluetooth）、Wi-Fi等无线或有线网络。
需要指出的是，图9仅示出了具有部件10010-10030的计算机设备，但是应该理解的是，并不要求实施所有示出的部件，可以替代的实施更多或者更少的部件。
在本实施例中，存储于存储器10010中的针对立式储油罐在风压下的填充度评估方法还可以被分割为一个或者多个程序模块，并由一个或多个处理器（本实施例为处理器10020）所执行，以完成本申请实施例。
实施例四
本申请还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现实施例一中的针对立式储油罐在风压下的填充度评估方法的步骤。
本实施例中，计算机可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器（例如，SD或DX存储器等）、随机访问存储器（RAM）、静态随机访问存储器（SRAM）、只读存储器（ROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、可编程只读存储器（PROM）、磁性存储器、磁盘、光盘等。在一些实施例中，计算机可读存储介质可以是计算机设备的内部存储单元，例如该计算机设备的硬盘或内存。在另一些实施例中，计算机可读存储介质也可以是计算机设备的外部存储设备，例如该计算机设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card，简称为SMC），安全数字（Secure Digital，简称为SD）卡，闪存卡（Flash Card）等。当然，计算机可读存储介质还可以既包括计算机设备的内部存储单元也包括其外部存储设备。本实施例中，计算机可读存储介质通常用于存储安装于计算机设备的操作系统和各类应用软件，例如实施例中针对立式储油罐在风压下的填充度评估方法的程序代码等。此外，计算机可读存储介质还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本申请实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本申请实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
需要说明的是，以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利保护范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种针对立式储油罐在风压下的填充度评估方法，其特征在于，包括：
将储油罐的迎风区划分为多个子区域；
模拟目标风速下所述多个子区域各自的脉动风速时程；
根据所述多个子区域各自的脉动风速时程，得到所述多个子区域各自的脉动风压时程；
将所述多个子区域各自的脉动风压时程加载到所述储油罐的三维有限元模型中，确定所述储油罐的最小安全填充度；其中，所述最小安全填充度是指：在所述目标风速下保障所述迎风区的最大破坏程度低于预设标准的储油罐最小液位值；
其中，所述模拟目标风速下所述多个子区域各自的脉动风速时程，包括：
基于目标风速和各子区域的空间坐标，得到各子区域对应的平均风速；
基于各子区域的空间坐标、平均风速，得到各子区域与其他子区域之间的空间相关系数；
根据各子区域与其他子区域之间的空间相关系数，得到各子区域的脉动风互动功率频谱；
根据各子区域的脉动风互动功率频谱，得到各子区域的分解矩阵；
根据各子区域的分解矩阵，得到各子区域的相位；及
根据各子区域的相位以及分解矩阵，得到所述多个子区域各自的脉动风速时程。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个子区域各自的脉动风速时程，得到所述多个子区域各自的脉动风压时程，包括：
确定所述迎风区中各子区域的风压分布系数；及
根据各子区域的平均风速、脉动风速时程和风压分布系数，得到各子区域的脉动风压时程。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述多个子区域各自的脉动风压时程加载到所述储油罐的三维有限元模型中，确定所述储油罐的最小安全填充度，包括：
根据所述储油罐的结构特征、材料特征、锚固特征以及位于所述储油罐上的抗风结构特征，对所述储油罐的几何模型进行离散化处理，建立所述三维有限元模型；
将所述多个子区域各自的脉动风压时程加载到所述三维有限元模型中，得到所述储油罐在多个液位值的最大变形程度，每个液位值分别对应一个最大变形程度；
根据所述预设标准以及所述多个液位值的最大变形程度，确定所述多个液位值中的目标液位值；其中，所述目标液位值被用于作为所述最小安全填充度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述脉动风压时程对应脉动风模拟和脉动风卸载；对应的，所述将所述多个子区域各自的脉动风压时程加载到所述三维有限元模型中，得到所述储油罐在多个液位值的最大变形程度，包括：
将脉动风卸载之后的最终表面径向位移，确定为所述储油罐在相应液位值下的最大变形程度。
5.根据权利要求3所述的填充度评估方法，其特征在于，还包括：
获取多个其他风速在不同液位值下的最小安全填充度；
根据所述多个其他风速和目标风速各自在不同液位值下的最小安全填充度，确定不同风速下的最小安全填充度的变化特征；
根据当前台风达到所述储油罐所在区域时的预测最大风速、所述储油罐在不同风速下的最小安全填充度的变化特征、所述储油罐中的储油量，确定所述储油罐的注水量。
6.根据权利要求5所述的填充度评估方法，其特征在于，所述根据当前台风达到所述储油罐所在区域时的预测最大风速、所述储油罐在不同风速下的最小安全填充度的变化特征、所述储油罐中的储油量，确定所述储油罐的注水量，包括：
根据所述储油罐在不同风速下的最小安全填充度的变化特征，确定所述预测最大风速对应的最小安全填充度；
根据所述变化特征，判断所述预测最大风速的预设相邻范围内的最小安全填充度是否存在突然跃升情况；
若所述预测最大风速的预设相邻范围内的最小安全填充度存在突然跃升情况，则将突然跃升后的最小安全填充度确定为应对所述预测最大风速的目标最小安全填充度；
根据所述目标最小安全填充度和所述储油罐中的储油量，确定所述储油罐的注水量。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
通过公式
Figure 319280DEST_PATH_IMAGE001
得到各子区域的平均风速
Figure 714489DEST_PATH_IMAGE002
；
其中，
Figure 715812DEST_PATH_IMAGE003
为离地高度z下的参考风速，z为相应子区域的离地高度，
Figure 538275DEST_PATH_IMAGE004
为目标影响因子；
其中，
Figure 742991DEST_PATH_IMAGE004
的生成步骤如下：
获取所述储油罐所在区域的3D数字地图，所述3D数字地图包括地形数据和地面承载物数据；
根据所述储油罐在所述3D数字地图中的目标坐标，从所述3D数字地图中确定目标区域；
对所述目标区域进行网格划分得到多个网格，所述多个网格包括不同大小的多级网格，各级网格的设置根据网格所在位置与所述目标坐标的距离和方位而定；
根据各网格中的地面数据和承载物数据，得到各网格的初始特征值；其中，所述地面数据包括用于标识地面类型的标签、属性描述信息；所述承载物数据包括承载物的类型标签、所述承载物的属性描述信息，所述承载物的属性描述信息包括所述承载物形状、大小、高度；其中，所述初始特征值通过将所述地面数据中各个信息的归一化值以及所述承载物数据中各个信息的归一化值输入到训练好的归一化模型中得到，所述归一化模型用于检测单个网格的粗糙指数；
根据各网格的初始特征值和对应的级别，得到各网格的目标特征值；其中，每个级别对应一个不同的权重，目标特征值为相应网格的初始特征值与相应权重之积；
将各网格的目标特征值进行拼合，得到目标地面粗糙特征数组；
将所述目标地面粗糙特征数组输入到已经训练好的分类模型中，得到所述目标区域的影响因子的插值结果，并将所述插值结果确定为所述目标影响因子。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述对所述目标区域进行网格划分得到多个网格，包括：
以所述目标坐标为中心点，根据所述储油罐的最大高度和周围的地形、承载物确定具有目标半径的圆形区域；
以所述目标坐标为中心点，根据风向确定以中心点为圆心的扇形区域；
将所述圆形区域和所述扇形区域整合，将整合后的区域确定为所述目标区域；
对所述目标区域划分多个片区，并获取各个片区相对于所述中心点的方位和距离；
根据各个片区相对于所述中心点的方位和距离，确定各个片区的级别；
对各片区分别进行网格划分，得到所述多个网格，各片区的级别大小和其内网格的大小成反比。
9.一种针对立式储油罐在风压下的填充度评估装置，其特征在于，包括：
划分模块，用于将储油罐的迎风区划分为多个子区域；
模拟模块，用于模拟目标风速下所述多个子区域各自的脉动风速时程；
获取模块，用于根据所述多个子区域各自的脉动风速时程，得到所述多个子区域各自的脉动风压时程；
确定模块，用于将所述多个子区域各自的脉动风压时程加载到所述储油罐的三维有限元模型中，确定所述储油罐的最小安全填充度；其中，所述最小安全填充度是指：在所述目标风速下保障所述迎风区的最大破坏程度低于预设标准的储油罐最小液位值；
其中，所述模拟模块还用于：
基于目标风速和各子区域的空间坐标，得到各子区域对应的平均风速；
基于各子区域的空间坐标、平均风速，得到各子区域与其他子区域之间的空间相关系数；
根据各子区域与其他子区域之间的空间相关系数，得到各子区域的脉动风互动功率频谱；
根据各子区域的脉动风互动功率频谱，得到各子区域的分解矩阵；
根据各子区域的分解矩阵，得到各子区域的相位；及
根据各子区域的相位以及分解矩阵，得到所述多个子区域各自的脉动风速时程。
10.一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时用于实现权利要求1至8中任一项所述的针对立式储油罐在风压下的填充度评估方法的步骤。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序可被至少一个处理器所执行，以使所述至少一个处理器执行权利要求1至8中任一项所述的针对立式储油罐在风压下的填充度评估方法的步骤。
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