核能設施耐震結構分析
在強烈地震威脅下，核能設施的安全性至關重要。其結構龐大，內部又包含反應爐壓力容器、控制棒與冷卻系統等敏感設備，結構、設備與地層之間的動態耦合極為複雜；加上場址土壤與岩層條件會改變地震波的傳遞與結構響應，耐震設計因而面臨「兼顧剛性與隔震」的兩難。忽略土壤與結構互制的簡化分析，難以反映極端地動下的真實反應，如何在嚴格法規下精準評估核能設施與關鍵組件的動態行為，成為當前工程上的核心挑戰。
核能耐震結構解決方案
面對核能設施與地層之間複雜的動態耦合問題，採用 Ansys Mechanical 建立有限元素模型，結合高效能運算（HPC）與動態分析求解能力，可評估地震載荷下結構、地盤及關鍵設備的動態響應，協助工程師掌握結構受力與變形情形。
- 大型模型高效運算：支援 1D、2D 與 3D 元素建模，並可搭配 HPC，因應廠房結構、反應爐壓力容器及冷卻系統等大型組裝模型的分析需求。
- 土壤－結構互制分析：依據適用的非線性材料模型與分析設定，納入土壤及岩層特性，評估地盤條件對結構地震響應的影響。
- 地震歷時動態分析：透過時間域中的線性或非線性暫態結構分析，評估地震載荷作用下的結構應力、位移與動態響應。
反應爐地質整合模型
結構地震晃動位移歷時曲線
反應爐內部關鍵設備動態耐震分析模型
核能設施的耐震安全，關鍵在於能否掌握地層、結構與關鍵設備在地震下的整體動態行為。透過考量土壤與結構互制的地震歷時分析，可在設計階段檢視結構受力、位移與設備響應，協助工程師在隔震與基礎剛度之間做出有依據的取捨，兼顧安全要求與設計成本。同時，清楚的分析結果也有助於提升設計的可靠度，並縮短法規審查所需的溝通與驗證時間。
資料參考：ANSYS 簡報內容
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