平放柱形贮箱内液体晃动的等效力学模型

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．     

带弹性助板圆柱形贮箱内液体晃动等效力学模型

本文研究了带弹性助板圆柱形贮箱内液体自由晃动问题。对弹性板用经典的薄板横向振动方程描述,采用势流理论得流体方程,并按微幅波动理论对自由面的边界作线性化处理得到一线性偏微分方程的初边值问题,然后进行变量分离得到一组特征值问题,最后通过力学等效得到弹簧一振子一阻尼器等效力学模型。     

微重时矩形容器内液体自由晃动等效力学模型

研究微重环境下矩形容器内液体晃动动力学, 用付氏级数展开法, 得到液体自由晃动的频率与速度势． 用力的等效原理建立了液体自由晃动弹簧振子阻尼器等效力学模型, 并给出数值结果     

三维液体大幔晃动及其抑制的数值模拟

利用ＡＬＥ（Ａｒｂｉｔｒａｒｙ Ｌａｇｒａｎｇｅ－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     

多因素影响下高地隙喷雾机稳定性模型试验

针对高地隙喷雾机复杂的作业环境,基于3D打印技术和比例模型相似性准则原理,建立了喷雾机作业车轮-地面载荷试验测试系统,以车轮离地为参考量,提出了针对喷雾机水平-斜坡路面下的稳定性评价指标,采用田口试验设计方法,以全工况下E,F级随机路面为噪声因子,选择水箱放置位置、车速、轮距、充液比和坡度5个影响因素作为控制因子,设计了5因素混合水平的田口试验方案,针对不同的失稳特性,选择不同的信噪比计算方法,确定喷雾机在水平-斜坡路面下的最大失稳试验条件.结果表明:利用田口方法预测到的斜坡路面下稳定性评价指标与实测值基本吻合,二者的线性回归决定系数大于0.91,NSE效率系数在0.85以上,预测值与实测值之间的平均相对误差在6.5%以内,进一步验证了所寻找的喷雾机失稳试验条件以及模型的正确性.     

高地隙喷雾机轮距与轴距尺寸组合的优化

为给高地隙喷雾机轮距和轴距尺寸设计和驾驶员稳定性操作提供依据,本文研究针对高地隙喷雾机作业时易发生侧倾失稳和行驶平顺性不佳的问题,建立9种轮距和轴距尺寸组合方式的ADAMS高地隙喷雾机虚拟样机仿真模型,并基于谐波叠加原理建立适应于高地隙喷雾机田间作业工况的E等级随机路面模型。为对高地隙喷雾机轮距和轴距尺寸组合进行优化选择以提高其作业侧倾稳定性和行驶平顺性,选取高地隙喷雾机三种作业车速、三种药箱药液装载量,以高地隙喷雾机质心侧向加速度和其驾驶室座椅处垂向加速度为试验指标,对仿真结果进行分析,得到高地隙喷雾机轮距和轴距尺寸分别为2 800 mm和4 100 mm时为其最优尺寸组合;对最优轮距和轴距尺寸组合的高地隙喷雾机进行分析,得到了其作业失稳条件。     

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...     

考虑燃料消耗的飞机副油箱燃油晃动等效建模

随着燃料消耗,飞机副油箱内燃油的晃动特性将改变,并影响飞机飞行品质和安全。为准确高效地分析副油箱内燃油晃动行为,通过势流理论和有限元法建立了不同充液高度下燃油晃动的单摆等效力学模型。基于充液高度对单摆等效力学模型的各参数进行插值处理,提出了考虑燃料消耗的燃油晃动等效力学模型建立方法。以俯仰激励和滚转激励为例,对固定充液比和变充液比情形下的单摆等效力学模型进行了验证。结果表明,本文建立的等效力学模型对燃油动力学响应的预测结果与计算流体动力学软件的仿真结果吻合良好。可见,该等效建模方法在飞机副油箱内燃油晃动动力学描述上准确有效。     

调频液体阻尼器的振动试验及其等效力学模型研究

介绍了采用不同液体（净化水、ＺｎＳＯ４溶液、甘油溶液）和不同构造措施（设格栅、分隔板或浮板）的调频液体阻尼器（ＴＬＤ）的振动试验，分析了液体晃动的频率、阻尼比及其对ＴＬＤ减振性能的影响．根据流体动力学理论，建立了普通圆柱形ＴＬＤ中晃动液体的势流场．并从晃动液体的动力效应等效原则出发，导出了晃动液体的等效力学模型，讨论了其适用范围     

基于FLUENT的货车燃油箱液体晃动数值模拟

为研究车辆行驶过程中,液体晃动对燃油箱冲击的影响,本文利用FLUENT有限元仿真软件对制动工况下货车燃油箱进行数值模拟,得到各时间段燃油分布情况以及压强分布情况,并将流体仿真结果作为载荷输入得到流固耦合作用下燃油箱受力情况。结果表明,液体晃动对燃油箱受力影响较大,在0.5s时燃油箱受力最大为90.256MPa,小于屈服强度,燃油箱结构合理。该结果可为燃油箱的结构优化设计提供数据支撑。     

基于等效单摆模型的全开口月池内流体晃动特性研究

基于等效单摆模型研究底部全开口月池内流体的晃动特性.推导了月池内流体的等效单摆模型及模型参数,分析了用该模型描述全开口月池内流体晃动的条件,以深水钻井船为例计算了其月池内流体晃动的等效单摆模型参数.结果表明:较大吃水时,等效单摆模型可较好的获得全开口月池内流体晃动的自振参数;等效刚体分配了月池内大部分流体的质量,随自由液面运动的流体质量主要集中在一阶单摆.本文工作为进一步研究浮体-月池内流体不同模态间的复杂耦合运动奠定了基础.     

圆柱形容器内触角90微重液体的晃动研究

本文研究触角90°微重液体在圆柱形刚性容器内的晃动问题,给出了振型函数和固有频率以及晃动响应的解析解,并与重力场的结果进行了比较.     

非线性激励作用下载液容器内液体晃动的数值模拟

通过对周期性边界激励下的圆柱形容器内液体晃动的数值模拟,分析了载液容器壁面受力与外部激励频率、摆动半径之间的变化关系,以及液体晃动幅值、频率与外部激励频率、摆动半径之间的变化关系.分析结果表明:载液容器内的液体在经历了一段调整期后,晃动幅值趋于稳定,晃动频率接近激励频率;当外界的激励频率接近液体固有频率时,液体晃动幅值增大,对容器壁面产生的冲击力增大;液体的晃动频率与摆动半径无关,晃动幅值随摆动半径的增大而减小.该结果对于非线性激励作用下载液容器内液体晃动的研究、保证载液容器的运行的安全,具有重要的参考价值.     

海洋核动力平台稳压器内液体晃动仿真分析

针对海洋核动力平台在风浪流载荷联合作用下产生的动力响应带动平台上反应堆稳压器运动,引起其内部汽液介质晃动并造成反应堆压力额外波动及设备冲击等问题,采用Fluent软件建立了流体仿真模型,并基于流体体积（VOF）方法对稳压器内部液体的晃动进行数值模拟,得到了风浪流载荷不同工况下（包括极端情况）液体的晃动过程、稳压器壁面平均静压强和内部压力等参数的变化及波动范围;另外还对防晃液装置的防晃效果进行了仿真和分析,为稳压器进一步的防晃研究和安全设计提供研究基础和理论参考。     

基于自由液面预测的非线性液体晃动问题的数值模拟

针对一类矩形贮液箱的非线性晃动问题,提出一种基于有限差分算法的数值模拟方法.该方法首先采用σ变换将流体区域转化为矩形域;然后在时间迭代的过程中,运用自由液面运动学条件的显格式预测出下一时层的自由液面形状,并对边界条件中的非线性项作近似处理,由此得到描述下一时层各状态量的离散线性方程;最后根据数值解来对下一时层的自由液面进行校正.使用该方法计算了自由晃动、受迫晃动和行波3种情况,数值计算结果表明该方法具有良好的收敛性和准确性,能够有效地实现非线性晃动过程.此外,这种预测校正格式能够在保证算法稳定性的前提下,灵活地处理包含运动边界的数学问题.     

求解液体大幅晃动问题的数值方法评述

对在推进剂贮箱中带有自由液面液体大幅晃动问题的研究是一个在充液航天器动力学与控制分析中十分重要的问题．介绍和评述了求解带有自由液面液体大幅晃动问题的数值模拟方法,并简要介绍了这一领域的主要研究成果以及对今后工作的进一步展望     

运动罐体内液体晃动的双向流固耦合数值分析

针对部分充液运动罐体内液体晃动对罐车运输安全的问题,以带有单个防波板的运动罐体模型为基础,采用双向流固耦合方法,对运动罐车在刹车过程中罐体内液体的晃动现象进行了数值分析,研究了不同材料防波板在载液罐体内的受力情况,以及在刹车制动过程中罐体内气液两相分布状态,从而获得了采用单向耦合方法不能获得的罐体结构应力随时间的变化历程.研究结果表明:罐体端面受力随着充液比的增加而增大,当充液比为0.8时,罐体的总体受力最大;对于不同材料的防波板,当防波板变形较小时,其对罐体端面和罐体整体受力的影响相对较小,防波板的最大剪切应力随着材料剪切模量的增大而非线性减小.     

微重力环境下充液航天器液体晃动动力学研究概述

在充液航天器设计中有时需要考虑微重力环境下的液体晃动、微重力环境下的液体晃动问题比常重环境下复杂得多,很多问题有待深入研究．对微重力环境下液体晃动的解析研究方法作了简要介绍,并对其研究进展概要地进行了综述．     

三维液体大幅晃动及其抑制的数值模拟

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 .     

微重力下球形容器内液体晃动的模态分析

通过对微重力下球形容器内液体晃动的力学模型进行分析,将其模态函数用高斯超几何级数表示出来,然后对自由振动和受迫振动2种情形给出了速度势函数和液体表面位移函数关于所选择模态的数学表达式.