本文關(guān)鍵詞：彈性變形對(duì)三維液艙晃動(dòng)液面影響的實(shí)驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 液體晃蕩 彈性液艙 波高 共振

【摘要】：航空、航天、船舶海洋以及能源化工領(lǐng)域的許多工程實(shí)際都涉及到液體晃蕩問題,如行駛在公路上的油罐車、航行中的載液貨船、浮式海洋平臺(tái)儲(chǔ)油系統(tǒng)、飛行中的火箭液體推進(jìn)劑貯箱等儲(chǔ)液系統(tǒng)。在外荷載的激勵(lì)作用下,液艙內(nèi)的液體會(huì)產(chǎn)生大幅運(yùn)動(dòng),并對(duì)局部液艙壁產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊作用,引起結(jié)構(gòu)的局部破壞。因此開展液體晃蕩問題研究具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。本文的主要工作是通過物理模型實(shí)驗(yàn),對(duì)淺液深和一般液深兩種情況下、水平簡諧激勵(lì)作用下彈性側(cè)壁液艙內(nèi)的液體晃蕩問題進(jìn)行探討與分析。實(shí)驗(yàn)中分析了不同液深、不同激勵(lì)頻率和不同激勵(lì)振幅下液艙內(nèi)液面高度的變化特性,并與同尺寸的剛性液艙的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較,分析了液艙壁的彈性變形對(duì)液艙內(nèi)波面變化特征的影響。主要工作內(nèi)容如下：在水深液艙寬度比h/L=0.167的淺液深條件下,實(shí)驗(yàn)中給出了彈性側(cè)壁液艙和剛性液艙的一階自振頻率值,二者接近,而且比線性理論值大約5%。分別對(duì)剛性和彈性側(cè)壁方箱在不同頻率的簡諧縱向激勵(lì)作用下的波動(dòng)形態(tài)進(jìn)行了分類,分析了在二維行波、過渡狀態(tài)和三維共振以及二階次共振等不同波動(dòng)形態(tài)時(shí)液艙內(nèi)的波面高度分布和變化特征,給出了液艙內(nèi)晃動(dòng)波高頻率響應(yīng)曲線及譜分析結(jié)果。比較分析結(jié)果表明：在水平激勵(lì)作用下,當(dāng)液艙內(nèi)液面呈現(xiàn)二維行波波動(dòng)時(shí),彈性側(cè)壁液艙和剛性液艙內(nèi)的波面高度基本相同。當(dāng)液艙內(nèi)液面處于三維波動(dòng)狀態(tài)時(shí),彈性側(cè)壁液艙內(nèi)的波面高度明顯大于剛性液艙的情況,在一階共振情況下,彈性側(cè)壁液艙內(nèi)角點(diǎn)處#1測點(diǎn)平均波高比剛性液艙大約20%。在水深液艙寬度比h/L=0.333的一般液深條件下,實(shí)驗(yàn)中給出了彈性側(cè)壁液艙和剛性液艙的一階自振頻率值,二者值接近,比線性理論值大約小了2%。同樣對(duì)剛性和彈性側(cè)壁液艙在不同頻率的簡諧縱向激勵(lì)作用下的波動(dòng)形態(tài)進(jìn)行了分類,分析了在二維行波、過渡狀態(tài)、二階次共振、三維共振以及三維旋轉(zhuǎn)等不同波動(dòng)形態(tài)時(shí)液艙內(nèi)的波面高度分布和變化特征,給出了液艙內(nèi)晃動(dòng)波高頻率響應(yīng)曲線及譜分析結(jié)果。比較分析結(jié)果表明：在水平激勵(lì)作用下,當(dāng)液艙處于次共振狀態(tài)時(shí),剛性液艙內(nèi)四個(gè)角測點(diǎn)和中心測點(diǎn)波高大,彈性側(cè)壁液艙則是四邊中心點(diǎn)波高大。其他狀態(tài)下,彈性側(cè)壁液艙與剛性液艙內(nèi)波面晃動(dòng)模態(tài)基本一致,液面波高相差不大。
【關(guān)鍵詞】：液體晃蕩 彈性液艙 波高 共振
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U661.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-16
• 1.1 課題的研究背景、意義和應(yīng)用價(jià)值9-10
• 1.2 剛性液艙液體晃蕩的研究10-13
• 1.2.1 理論研究10-11
• 1.2.2 數(shù)值模擬11-12
• 1.2.3 模型實(shí)驗(yàn)12-13
• 1.3 彈性液艙液體晃蕩的研究13-15
• 1.3.1 理論研究13-14
• 1.3.2 數(shù)值模擬14
• 1.3.3 模型實(shí)驗(yàn)14-15
• 1.4 本文主要的研究思路和內(nèi)容15-16
• 2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)16-28
• 2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備16-17
• 2.2 液艙模型17-19
• 2.3 浪高采集系統(tǒng)19-22
• 2.3.1 測點(diǎn)布置19-20
• 2.3.2 浪高水位傳感器20-21
• 2.3.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)21-22
• 2.4 實(shí)驗(yàn)組次22-27
• 2.4.1 實(shí)驗(yàn)液深22
• 2.4.2 液艙固有頻率22-25
• 2.4.3 實(shí)驗(yàn)組次25-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 3 淺液深情況下液艙內(nèi)晃動(dòng)液面變化特征28-49
• 3.1 非共振狀態(tài)下液艙內(nèi)的晃動(dòng)液面高度28-35
• 3.1.1 二維狀態(tài)28-31
• 3.1.2 過渡狀態(tài)31-35
• 3.2 共振狀態(tài)下液艙內(nèi)的晃動(dòng)液面高度35-44
• 3.2.1 次共振狀態(tài)35-39
• 3.2.2 一階共振狀態(tài)39-44
• 3.3 晃動(dòng)波高頻率響應(yīng)曲線44-46
• 3.4 晃蕩波面波譜分析46-47
• 3.5 本章小結(jié)47-49
• 4 一般液深情況下液艙內(nèi)晃動(dòng)液面變化特征49-80
• 4.1 非共振狀態(tài)下液艙內(nèi)的晃動(dòng)液面高度49-55
• 4.1.1 二維狀態(tài)49-52
• 4.1.2 過渡狀態(tài)52-55
• 4.2 共振狀態(tài)下液艙內(nèi)的晃動(dòng)液面高度55-69
• 4.2.1 次共振狀態(tài)55-60
• 4.2.2 一階共振狀態(tài)60-65
• 4.2.3 旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下剛性、彈性側(cè)壁液艙液體晃蕩對(duì)比65-69
• 4.3 晃動(dòng)波高頻率響應(yīng)曲線69-71
• 4.4 晃蕩波面波譜分析71-74
• 4.5 淺液深和一般液深情況晃動(dòng)液面比較74-78
• 4.5.1 二維狀態(tài)75
• 4.5.2 過渡狀態(tài)75-76
• 4.5.3 次共振狀態(tài)76-77
• 4.5.4 共振狀態(tài)77-78
• 4.6 本章小結(jié)78-80
• 結(jié)論80-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況86-87
• 致謝87-88

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1064999