具有新型防晃结构贮箱液体晃动动力学分析

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1、国内图书分类号：V414.1学校代码：10213国际图书分类号：534.01密级：公开工学硕士学位论文具有新型防晃结构贮箱的液体晃动动力学分析硕士研究生：靳玉林导师：樊久铭教授级高工申请学位：工学硕士学科：一般力学所在单位：航天学院力学系答辩日期：2013年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:V414.1U.D.C:534.01DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringTHENEWANTI-SLOSHINGSTRUCTUREINTHETANKANDANALYSISOFLI

2、QUIDSLOSHINGDYNAMICSCandidate：JinYulinSupervisor：Prof.FanJiumingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：GeneralMechanicsAffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefence：July,2013Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要液体晃动问题有着广泛

3、的工程应用背景，贮箱内液体晃动对贮箱产生的晃动力、晃动力矩影响充液系统动力学行为，磨损、损伤贮箱的内部结构，导致贮箱结构强度降低甚至破坏，因此如何通过结构设计减小液体的晃动，分析贮箱中液体晃动动力学特性有着重要的工程应用价值。本文设计出一种新型的可绕固定轴转动的“十字型”叶片防晃结构，突破了传统的固定挡板结构设计思想，为分析其防晃性能，理论和实验研究了具有该结构贮箱的二维液体晃动问题。首先，建立了贮箱内“十字型”叶片结构的动力学模型，分析其作用机理。其次，在贮箱内液体晃动的基本理论下，运用水波理论对具有该结构贮箱内的液体进行了系统的动力学分析

4、。分别建立了：自由晃动下，矩形贮箱内等深水体的水波理论模型及具有“十字型”叶片结构的矩形贮箱内等深水体的水波理论模型；水平激励下，矩形贮箱内等深水体的水波理论模型及具有“十字型”叶片结构的矩形贮箱内等深水体的水波理论模型，并与实验进行了对比。最后，设计了三类贮箱结构：具有“十字型”叶片结构的贮箱、具有固定挡板结构的贮箱、无防晃板的贮箱，分别在不同充液深度、不同激励频率、不同激励幅值下，对比研究了这种新型防晃结构的防晃效果。理论和实验研究验证了“十字型”叶片结构能够有效的减小贮箱内液体的晃动，并在减小晃动液体对贮箱作用力方面比传统固定挡板结构更

5、优越。关键词：液体晃动；晃动抑制；“十字型”叶片；水波理论；动力学I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTheproblemofliquidsloshinginvolvesextensiveengineeringbackground.Liquidsloshingdirectlyaffectthedynamicbehavioroftheliquid-filledsystemandthemechanicalpropertiesoftheinternalstructureoftank.Therefore,howtoreducetheliq

6、uidsloshingbymeansofstructuraldesignandanalysisofliquidsloshingdynamicsinthetankhaveimportantengineeringapplications.Inthispaper,anewanti-sloshingstructurewith"cross-shaped"leafstructuresrotatableaboutafixedaxisispresented,whichbreaksthetraditionalideaofinstallingfixedbaffl

7、einatank.Inordertoanalyzingtheperformanceofthisanti-sloshingstructure,weinvestigatetheeffectofsloshingsuppressionandtheliquidsloshingdynamicsofthisstructureinaflatrectangulartankinboththeoryandexperiment,whichbelongstothefieldoftwo-dimensionalliquidsloshing.First,undertheba

8、sictheoryofliquidsloshinginatank,themechanismofthe"cross-shaped"leafstructureandth