液罐车防波板对液体纵向晃动及车辆动力学的影响

为研究液罐车防波板对液体纵向晃动及车辆动力学的影响,进行液罐车的液体纵向晃动受力预测及动力学分析。首先基于计算流体力学(CFD)软件FLUENT对罐体施加纵向加速度激励,获得不同充液率下有无防波板的液体纵向晃动力和晃动力矩。利用仿真数据,训练得到有无防波板的罐内液体纵向晃动Elman神经网络预测模型,以此建立一个简化的双轴液罐车整车纵向动力学模型。通过模型直线制动工况的仿真,考察防波板不同布置方式下制动距离的响应。结果表明:Elman神经网络预测模型可以有效地预测有无防波板的罐体受力;罐体内设置防波板可以减小车辆制动距离,且防波板两头小(等间距)中间大的布置方式的制动距离较小,有利于液罐车的纵向制动稳定性。

波能装置与防波堤集成系统能量转换的试验研究

采用试验的方法建立物理模型,对方箱形波能装置-防波堤集成系统的发电与防波性能以及防波堤运动响应展开研究,并与单独的波能装置和浮式防波堤进行对比,分析入射波高对集成系统的发电性能与防波性能的影响。结果表明:集成系统的发电性能优于单独的波能装置,其防波性能优于单独的防波堤;集成系统中防波堤的纵荡和纵摇运动幅值小于单独防波堤,但垂荡运动有所增大;当入射波高增加,集成系统的发电性能提高但防波性能下降,防波堤的运动响应也随之增大。

防波板对液氢罐式集装箱罐体结构强度的影响

针对液氢罐式集装箱在公路运输条件下,运载车辆加速、转弯、刹车时会导致内部液体大幅晃动,给罐体结构带来冲击,造成失效等问题,基于液氢罐式集装箱的防波板设置,建立了罐体和内部流体域全尺寸分析模型,分析了防波板、充装率及防波板数量对罐体薄弱位置应力的影响规律。结果表明:未设置防波板时,液体晃动会导致结构的应力水平提高20%;设置防波板可减小液体晃动程度,大幅降低流体冲击压力,最大可降低50%以上;设置防波板可降低由于液体晃动引起的应力增幅,其中3个薄弱位置最高可降低31.9%,52.8%和34.2%,有利于提高结构薄弱位置的使用寿命,并且在罐内均匀设置2块防波板时,对于降低罐体结构应力的效果最佳,是工程设计的优选形式。

防波板连杆机构启闭过程动态优化设计

随着潜航器功能的复杂化,其内部可用空间高度紧张,可携带的能源受到极大的限制。为减少潜航器防波板启闭机构能源消耗及空间尺寸,针对防波板启闭机构开展了受力状态分析,基于Fluent仿真分析了防波板开启过程中所受的水动力,得到防波板水动力-开度函数,由此搭建了防波板启闭机构ADAMS动力学模型,基于控制变量法分析了不同结构参数条件下,防波板启闭全过程所需驱动力矩的变化规律,得出了使得防波板启闭全过程驱动力矩较小的结构参数。结果表明:采用优化结构参数后,其最大驱动力矩减小为8.812 kN·m,较现有结构最大驱动力矩(17.934 kN·m)减少了50.86%,优化效果较为显著。工作综合考虑了防波板启闭全过程中的动态受力情况,并优化得出了防波板启闭全过程驱动力矩均较小的结构参数,该方法对同类结构的全过程动态设计有借鉴意义。

带刚性防波板罐体内液体晃动的响应分析

部分充液罐体内的液体在外部激励的作用下容易出现晃动现象,由液体晃动产生的附加力和力矩会对载液罐车产生不利影响。为了避免液罐车制动时其罐内液体产生较大幅度的晃动,提出了几种类型的防波板,并研究了防波板及其几何参数对液罐车内液体晃动的影响。首先,建立了基于有限体积法的液体晃动的数值模型。其次,对液体晃动现象进行了一系列的实验,通过将实验获得的液面波形与同等条件下数值模拟获得的结果进行对比,验证数值模型的有效性。最后,将验证后的数值模型用于分析防波板的几何参数对液体晃动响应的影响。研究结果表明,开孔防波板不仅可以有效降低罐内晃动响应参数的峰值,还可以明显缩短罐内晃动液体达到稳定的时间;防波板的开孔位置和孔的数量在车辆制动过程中对罐体内液体晃动引起的纵向力的峰值影响差别不大,但是对液体晃动引起的俯仰力矩的峰值的影响比较明显;晃动响应参数峰值的下降率会随着充液高度的增加呈先下降后上升的趋势,液体晃动引起的俯仰力矩的峰值取得最大值时,防波板对罐体内的液体晃动的抑制效果最差。

基于数值分析的汽车罐车防波板使用研究

本文对针对汽车罐车常见防波板使用过程中的失效,采用有限元数值分析的方法对其进行承载过程中的应力和应变进行计算分析。分析研究的结果用于优化防波板结构设计的同时,为汽车罐车防波板的检验侧重点提供了相应的参考依据。

NSGA2算法在十字防波板结构参数优化中的应用

小型消防车的水箱质量和尺寸相对整车的占比均较大,导致在行驶过程中水箱内介质的晃动对车辆的操纵稳定性影响显著。为探究消防水箱内部十字防波板的结构参数对车辆的操纵稳定性的影响。首先借助正交试验的方法,利用有限元分析十字防波板结构参数对液体晃动时水箱的载荷转移量及晃动力的影响;然后建立十字防波板结构参数与水箱的载荷转移量及晃动力之间的多目标代理模型,基于NSGA2遗传算法与COWA算子决策出一组最优方案;最后对整车动力学模型进行有效性验证,并通过仿真比较不同方案对车辆操纵稳定性的影响。结果表明,优化后的十字防波板设计方案使水箱的载荷转移量与晃动力下降了29.17%与10.90%,相较于未设置防波板方案与初始防波板方案,在双移线工况下的侧倾角评分分别提高19.12%和10.09%,横摆角速度评分分别提高5.69%和1.65%。该研究为小型消防车的水箱十字型防波板优化设计提供了理论参考。

纵向激励下防波板组合形式对罐箱液体晃动的影响

基于VOF(volume of fluid)模型采用Fluent软件,模拟了罐车突然制动时罐箱内液体的晃动过程.对比罐箱内液体晃动对前后封头的压强变化,结果表明,液体主要对前封头有较大的冲击载荷.设置防波板可有效减小罐箱内液体的晃动,降低液体对封头的冲击力,提高罐箱的安全性.研究了5块相同的弓形防波板在全下布置、全上布置、上下交错、左右交错4种不同的布置形式在不同充液率时对前封头的冲击,结果表明,在较低充液率时防波板左右交错和全下布置均能降低液体对前封头的冲击载荷,而防波板上下交错和全上布置的防波效果较差.随着充液率的升高,防波板左右交错的效果逐渐变差.在不同的充液率下,防波板全下布置均有较好的防波效果.

随机激励下防波板数量及组合形式对药箱液体晃动的影响

针对高地隙喷雾机自身惯量大、质心高、药箱液体晃动等特点使其在工作中易发生侧倾失稳问题,本文提出设置防波板来抑制药液晃动以提高作业车辆的侧倾稳定性方法。首先基于Fluent仿真软件,建立了不同数量、布置形式的防波板多相流模型,并建立谐波叠加法纵向三维随机路面模型;然后采用VOF法对药箱内液体晃动进行数值模拟,分析药箱防波板数量、布置形式、充液比和三向加速度因素对液体晃动动力学特性的影响。仿真结果表明:药箱防波板不同数量和不同布置形式相比于无防波板时,液体晃动对侧向冲击力平均分别降低了11%、8%,说明防波板能有效的减缓液体对药箱侧壁的冲击,使液体晃动变得平缓,进而提高了高地隙喷雾机的侧倾稳定性。

新型空箱防波堤结构型式的实验研究

通过试验,本文对透空式空箱式防波堤的性能给予评价。认为:透空式空箱堤的消浪效果较好,其稳定重量可减轻10％—15％,开孔率为0.3左右,横孔和竖孔形式差别不大,双L型顶墙效果较好,可进一步考虑其施工的可能性。

波能装置与浮式防波堤集成系统的水动力性能

为了研究波能装置与防波堤集成系统的发电与防波性能,使用粘性计算流体动力学软件Star-CCM+建立了二维数值波浪水槽模型。对比方箱在水槽中垂荡运动的实验结果,验证了数值模型,使用该模型研究了动力输出装置的阻尼为最优的情况下,方箱形、Berkeley-Wedge形、三角形和三角加挡板形4种不同底部形状对浮子防波性能和发电性能的影响。结果表明:浮子形状不对称的集成装置的防波和发电性能都要优于浮子形状对称的集成装置;三角加挡板形浮子的性能优越,具有成为理想的海岸保护与波能转换装置的巨大潜力。

防波板对罐车在制动时的安全稳定性的影响

充液罐车在制动时,液体晃动对罐车的安全稳定性影响很大。对罐体进行全尺寸建模模拟,通过与试验结果的对比验证了计算方法的可靠性,并且对比研究了罐车在带有防波板和未带防波板两种情况下,液体的晃动分析、罐车的压强和受力变化以及在不同加速度、充装率下防波板的作用。结果表明,防波板能够使晃动液体分流,减小了冲击力峰值,使压强分布得更加均匀,有效地降低液体的晃动程度。这对罐车的安全运行,尤其是装有化学试剂的罐车具有重要的参考价值。

防波板位置对罐车制动时防波效果的影响

利用FLUENT软件对罐车制动时液体的晃动情况进行了数值计算.以罐体在轴向受到的峰值冲击力为指标考察了防波板的不同安装位置对防波效果的影响.计算结果表明,防波板安装在罐体横截面顶端或足够靠近底端,均能有效地将罐体分割为几个腔室,抑制液面的晃动,减小峰值冲击力.充装系数大于0.7时,靠顶部安装的防波板防波效果更好.当充装系数很小(如k=0.5)时,足够靠近底端的防波板防波效果会更好.

半圆型防波堤波浪力计算方法的讨论

半圆型防波堤设计施工规程征求意见稿根据不同应用条件规定了两套波浪力计算公式。两套公式各有一定适用范围 ,但也存在都可使用的搭接区域 ,本文利用实际工程情况 ,比较两套公式计算结果的衔接合理性。计算结果表明 ,两套方法得到的水平波浪力可满足要求 ,但垂向力计算尚需进一步验证。

透空式防波堤周围的非线性波浪传播的数值模拟

对非线形波浪在透空式防波堤周围的波浪变形进行了数值模拟,在Boussinesq波浪方程中加入与透空建筑物有关的新的耗散项,从而界定了透空建筑物引起的部分反射和透射,波浪折射衍射的传播过程通过控制方程求解。波浪控制方程通过有限差分方法求解。模型应用于模拟波浪经过具有部分反射的群桩式透空结构,结果表明透空式防波堤可以有效地衰减波浪,是重力式结构的一种替代形式。

防波板防波效果的数值模拟研究

为探究防波板的防波效果,选用了三种典型的防波板在不同加速度,不同密度的液体,不同充装率等工况下的液体晃动情况进行了横向和纵向的比较,发现在同样有效面积的条件下,防波板形状的设计对防波板的防波效果影响很大,整体的防波板设计比分散设计的防波效果要好,同时为以后防波的选型不仅提供了数值模拟计算比较的方法,也为此提供了具体的理论依据。

基于遗传算法的浮式防波结构物形状最优化设计

采用遗传算法作为优化手段，以透射系数为目标函数，对给定横剖面面积的浮式防波结构物在规则波中的消波性能及剖面形状进行了最优化计算研究，探讨了透射系数最小的剖面形状与波浪周期之间的关系。

窄缝共振对波能装置-防波堤混合系统的影响

为研究窄缝间波共振对双浮体型振荡浮子式波能转换装置与浮式防波堤混合系统的影响,本文应用粘性计算流体动力学软件Star-CCM+建立二维数值模型模拟波浪与双浮体浮式防波堤型波能装置的相互作用。研究了装置的波能转换性能、防波性能、浮体窄缝间波面变化和波共振对装置性能的影响,并研究了波浪能浮子运动和浮体间距对窄缝间波共振频率以及波面变化的影响。研究结果表明:窄缝间波共振显著提高了双浮体浮式防波堤型波浪能装置的波能转换性能,窄缝间波共振频率随着浮体间距离和波浪能浮子吃水的增大而减小,窄缝间波高随着波浪能浮子宽度的减小而增大。

液化气体罐车防波板的设计

使用流体计算软件FLUENT对某液化气体运输半挂车罐体内介质的晃动进行模拟,并考察不同数量和不同大小防波板对晃动的影响。研究发现,设置防波板可以降低罐体所受的总冲击力;防波板数量增加,虽然对最大总冲击力影响不大,但能使介质晃动变得更平缓,有利于罐车的平稳运行;防波板中间间隙在一定的范围内,其防晃效果与不留间隙接近。

防波板平面四杆机构设计与实现

根据防波板的设计输入和基本要求,运用相对旋转作图法设计了平面四杆机构,确定了防波板传动装置的基本尺寸链。运用Pro/E软件进行了零件设计、装配和运动干涉检查。通过验证,防波板的四杆机构设计合理可行。