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1.
平放柱形贮箱内液体晃动的等效力学模型   总被引:7,自引:0,他引:7  
包光伟 《上海交通大学学报》2003,37(12):1961-1964,1968
以油罐车为背景,研究平放柱箱液体晃动的模态响应.采用Galerkin方法建立了贮箱平动激励下离散的液体受迫晃动方程,建立了三维受迫晃动响应的等效力学模型.首先考核了晃动特征问题有限元方法和程序的正确性.其次数值实验显示,在液体三维晃动的横向、纵向、混合的3种可能模态中,贮箱的横向激励仅激发液体沿横向的二维晃动模态,纵向激励仅激发液体沿纵向的晃动模态;不存在其他形式的模态响应.最后算例分析了液体沿纵向晃动的固有频率和晃动质量随贮箱长度、充液量和横截面几何形状的变化,结果表明,纵向晃动固有频率随贮箱长度而下降,晃动质量随贮箱长度而增加.  相似文献
2.
柔性贮箱内液体晃动的分析模型   总被引:6,自引:1,他引:5  
研究了贮箱内液体晃动建模中贮箱的柔性与刚性、液体自由面的晃动与非晃动之间的差别.利用液体晃动特征模态和容器结构振动特征模态将液体晃动和弹性结构振动这2个相互耦合的微分方程边值问题进行离散,从而导出了液固耦合系统的动力学方程、相应的液固耦合系统固有频率方程以及液体晃动对容器和充液容器系统对基座的作用力主矢主矩的计算表达式.通过数值计算,比较了刚性贮箱和柔性贮箱之间在液体晃动频率和晃动作用力主矢主矩上的差异;液体引入表面波假设与不计表面波动的柔性壁贮液容器在结构振动频率和作用力主矢主矩上的差别.通过对柔性贮箱内液体晃动动力学模型的无量纲化,得到了确定该动力学模型的3个基本参数,数值研究了这3个基本参数对系统固有频率、系统响应力主矢主矩的影响.  相似文献
3.
弹性底板有限长方形容器内液体晃动   总被引:4,自引:0,他引:4  
考虑了具有弹性底板的部分充液的有限长方形容器内的液体的耦合晃动问题。采用能量法导出了耦合频率的方程,数值结果表明基频随液面高度增加而提高,且趋向于刚性容器内的液体晃动的极限基频。  相似文献
4.
三维液体大幅晃动及其抑制的数值模拟   总被引:4,自引:0,他引:4  
利用 AL E( Arbitrary L agrange- Euler)有限元方法 ,以速度和压力为基本变量 ,数值模拟了圆筒形贮腔中不可压粘性三维液体的大幅晃动问题 .为了避免混合插值在求解三维问题中的数值计算麻烦 ,推导了分步插值的有限元计算格式 ,得到了横向强迫晃动下的速度及压力响应 .根据工程需要 ,对带有圆环形肋板的圆筒形贮腔中的非线性晃动进行了数值模拟计算 ,得到了强迫激励下的速度及压力响应 ,并将得出的一些重要结论与有关实验结果进行了对比分析 .  相似文献
5.
液体晃动力学参数的辨识   总被引:3,自引:0,他引:3  
提出一种确定液体晃动力学参数的新方法。建立晃动液体和运动容器的力学模型和它的差分方程,实测液体晃动时充液容器运动的信号,采用广义最小二乘法处理试验数据,估计出液体晃动的力学参数。用此种辨识方法获得的液体晃动的主频率和参预基频晃动液体的等效质量与理论计算和共振试验法得到的结果基本一致。  相似文献
6.
复杂系统动力学、控制的几个问题   总被引:3,自引:0,他引:3  
本文简述的“复杂系统”,即是多刚体、多柔性体、多充液腔体及其耦合的复杂大系统。航天高科技的发展 ,向力学界提出了研究多体复杂系统动力学、稳定性、振动与控制的重要任务 ,本文将力学与航天高科技相结合 ,简述复杂系统的建模、充液柔性航天器动力学与控制、航天柔性结构动力学与控制、充液柔性航天器大幅晃动的数值模拟的几个问题。  相似文献
7.
平放圆柱体内液体晃动特性及横向受力分析   总被引:3,自引:0,他引:3  
基于势流理论研究平放圆柱形贮箱内任意充液比液体晃动问题,用Galekin方法求解该边值问题。研究液体自由晃动问题求出满足边界条件的势函数空间项,分析液体晃动频率随充液比例和半径变化的情况,并与实验结果进行了对比,吻合良好。在液体强迫晃动中从自由液面动力学方程出发消掉空间项得到势函数时间项n阶微分方程并数值求解。推导了液体作用在贮箱上的横向力,并计算不同充液比时地震加速度激励下的贮箱受力。  相似文献
8.
基于ALE有限元方法的充液刚体耦合动力学仿真   总被引:3,自引:0,他引:3  
假设液体是不可压缩的粘性液体,用Jourdain形式的普遍动力学原理建立充液系统的动力学控制方程,并采用交替积分法求解此数值计算模型.液体模块采用Lagrange-Euler描述方法建立有限元计算模型;充液刚体模块利用二阶显式Runge-Kutta格式离散的常微分方程组.在刚-液耦合界面将传递系统质心、转动惯量、晃动力、晃动力矩以及惯性力等耦合物理量.计算结果表明该方法能正确地反映充液耦合系统的运动学特征.与假设液面未扰充液系统的响应结果相比,耦合计算获得的结果具有较大幅度的角速度响应.  相似文献
9.
带自由面充液航天器的自旋稳定性分析   总被引:2,自引:1,他引:1  
研究充液航天器在液体晃动、航天器平动和摆动相互耦合情况下的自旋稳定性问题.采用Galerkin方法建立液体受迫振动的离散的动力学方程,并对液体自由振动的特征问题建立了有限元数值计算方法.由系统的动量方程、动量矩方程和液体受迫振动方程建立起刚-液耦合系统的姿态动力学方程,并由Kelvin定理,给出了充液航天器的自旋稳定性判据.最后以圆柱腔为例,分析了充液航天器自旋稳定性的结果.  相似文献
10.
部分充液罐车动力学特性的数值模拟与分析   总被引:2,自引:0,他引:2  
为了保障罐车的运输安全,针对罐车罐体内液体的动力学特性进行了研究.基于欧拉-欧拉多相流模型对罐车在公路制动和转弯过程中罐体内液体的晃动过程进行了数值模拟,通过改进罐车转弯时横向离心力的施加方式,建立了一种更为准确的罐车运动物理模型,同时分析了充液比、刹车速度和转弯半径对罐车罐体运动状态的影响,并提出了一种数值计算方法.模拟结果表明:罐车制动时在行进方向上的受力随充液比的增加非线性增大,随减速度的增大线性增大;罐车转弯时所受的横向稳定转矩随充液比的增加线性增大,随转弯半径的变化非线性变化.所提方法可以计算获得罐车转弯过程中的最小临界转弯半径,这对于保证罐车的安全运行,尤其是装有化学试剂的罐车具有重要的参考价值.  相似文献
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