水平激励下带环形刚性隔板圆柱形储液罐中流体的晃动响应

本文研究了带有环形刚性隔板的部分充液刚性圆柱罐中液体在水平简谐激励作用下的晃动响应。引入人工界面将复杂的液体域分割为若干个形状简单的子域,基于叠加原理利用分离变量法研究自由晃动时各子域内液体速度势函数的解析解,在自由液体面与人工界面处利用Galerkin法即可求得液体晃动的固有频率和模态。将水平激励下的液体速度势函数设为刚体运动速度势与相对运动速度势两部分的和。引入广义坐标,利用模态叠加法即可得到相对运动速度势表达式。将刚体运动速度势与相对运动速度势分别代入自由表面方程即可得到含有广义坐标的动力响应方程。求得广义坐标并将其代入势函数表达式即可得到水平激励下的速度势响应。数值结果与有限元法的结果分别进行了比较,显示出很好的一致性。

水平激励下带竖向隔板的二维矩形储箱中流体晃动研究

研究了水平激励下二维矩形储箱中流体的晃动,抑制晃动的装置为竖向的刚性隔板,建立了隔板在储箱自由液面处的解析模型。首先通过引入人工界面的方式,将流体域划分成若干个流体子域,使每个流体子域对应的速度势函数满足C1连续性条件。基于叠加原理,使用分离变量法求得每个流体子域的速度势的形式解,将形式解代入子域间界面与自由液面条件可得含有待定系数的级数方程,通过加权积分消去方程中的空间坐标,截断方程可得特征方程,由此可得晃动频率与模态。将水平激励下的速度势函数分解为摄动速度势与刚体速度势,将摄动速度势和刚体速度势代入自由液面的波动方程即可求得含广义坐标的动力响应方程,求解该方程可得储箱中流体的晃动响应。