В связи с острой необходимостью морских перевозок сжиженного водорода в больших масштабах, в данной работе рассматривается исследование сферических резервуаров для сжиженного водорода объёмом 8000 м³ типа MOSS, проводился теплотехнический и структурный многополевой анализ и оценка структурной целостности при температурных условиях сжиженного водорода. Создана трёхмерная конечноэлементная модель с композитным теплоизоляционным слоем из «полых стеклянных микросфер (HGM) + эластичного войлока» и композитными опорными элементами. На основе нормативов Международной морской организации (IMO) смоделированы три типичных режима плавания: экваториальный, IGC и USCG. Термодинамические расчёты показали хорошую производительность системы теплоизоляции, дневная скорость испарения (BOR) в различных условиях составила 0.123%~0.158%, что соответствует установленному ограничению менее 0.2%. Механический анализ выявил, что тепловые деформации от экстремально низкой температуры -253 ℃ доминируют в совмещённых деформациях и вызывают значительную концентрацию напряжений в местах крепления опор. После линейного анализа напряжений согласно стандарту ASME VIII-2 эффективно устранены локальные пиковые напряжения; комбинация первого и второго напряжений достигла максимума 493,6 МПа, что ниже предельного допуска 600 МПа. Исследование раскрывает механические реакции многопольного взаимодействия больших сферических резервуаров MOSS для сжиженного водорода в экстремальных эксплуатационных условиях, предоставляя инженерные рекомендации и технические основы для проектирования конструкций, оптимизации теплоизоляции и оценки безопасности оборудования для морского хранения и транспортировки сжиженного водорода.

сферический резервуар для сжиженного водорода; тепло-структурное взаимодействие; полые стеклянные микросферы; дневная скорость испарения; линейное напряжение