本文關(guān)鍵詞：基于SPH方法的液艙內(nèi)液體晃動(dòng)分析及防晃研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著對(duì)載液系統(tǒng)性能要求不斷提高,液艙的載液能力不斷增大,如飛機(jī)、液貨船的運(yùn)輸能力不斷提高,這就要求設(shè)計(jì)容積大的液艙。在這種高載液工況下,液艙受到外界激勵(lì)后其內(nèi)液體會(huì)發(fā)生劇烈晃動(dòng),因此液艙受到強(qiáng)烈的沖擊載荷進(jìn)而對(duì)液艙和整個(gè)系統(tǒng)造成影響。同時(shí)晃動(dòng)液體的重心發(fā)生變化會(huì)改變整個(gè)系統(tǒng)的重心位置,影響整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此研究液體在外界激勵(lì)下的晃動(dòng)規(guī)律,預(yù)測(cè)晃動(dòng)液體對(duì)液艙與系統(tǒng)的影響以及設(shè)計(jì)防晃結(jié)構(gòu)是十分必要的。SPH(光滑粒子流體動(dòng)力學(xué))方法是廣泛應(yīng)用在解決流體動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的數(shù)值方法。本文在分析SPH方法的基礎(chǔ)上,將其應(yīng)用在解決液體晃動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的線性-非線性現(xiàn)象、液艙受到的沖擊載荷、液體重心和液面變化問(wèn)題中。根據(jù)影響液體晃動(dòng)參數(shù),設(shè)計(jì)單自由度矩形液艙晃動(dòng)試驗(yàn)平臺(tái),分析各參數(shù)對(duì)液體晃動(dòng)影響。探究晃動(dòng)最劇烈工況以及該工況下出現(xiàn)的翻卷破碎等非線性規(guī)律,液艙受到的沖擊壓強(qiáng)以及自由液面變化規(guī)律。同時(shí)本文采用數(shù)值方法分析各參數(shù)對(duì)液體晃動(dòng)的影響,得出與試驗(yàn)方法一致的結(jié)論。數(shù)值方法模擬出的液體晃動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的翻卷、破碎等非線性現(xiàn)象,液艙受到的沖擊壓強(qiáng)以及液面變化規(guī)律與試驗(yàn)結(jié)果接近。數(shù)值方法還得到試驗(yàn)方法無(wú)法獲得的結(jié)果如晃動(dòng)液體重心變化,整個(gè)液艙與液艙壁受到的沖擊載荷與激勵(lì)的關(guān)系。綜合兩種方法可以發(fā)現(xiàn)低充液深度下液體重心變化對(duì)系統(tǒng)的重心影響嚴(yán)重,高充液深度下液艙受到的沖擊載荷對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)影響嚴(yán)重。針對(duì)機(jī)翼油箱內(nèi)燃油晃動(dòng)對(duì)油箱結(jié)構(gòu)和飛行穩(wěn)定性的影響,本文采用SPH方法分析彈性機(jī)翼油箱內(nèi)燃油在兩種實(shí)際工況下的晃動(dòng),得出燃油的重心變化以及自由液面變化與外部激勵(lì)的關(guān)系。機(jī)翼油箱受到的最大載荷以及結(jié)構(gòu)應(yīng)力最大發(fā)生在載荷變化最劇烈時(shí)間段內(nèi),應(yīng)力集中位于蒙皮與前后梁連接處。根據(jù)防晃機(jī)理以及晃動(dòng)液體對(duì)液艙的影響,本文以矩形液艙為例設(shè)計(jì)了橫向和縱向兩種阻尼結(jié)構(gòu),并對(duì)其優(yōu)化。發(fā)現(xiàn)增加阻尼結(jié)構(gòu)后晃動(dòng)液體的重心變化降低,液艙受到的沖擊載荷改變。優(yōu)化阻尼結(jié)構(gòu)后液體重心變化和液艙受到的沖擊載荷繼續(xù)降低并趨于穩(wěn)定,因此該防晃結(jié)構(gòu)提高整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)安全性和系統(tǒng)同穩(wěn)定性。
【關(guān)鍵詞】：液體晃動(dòng) 阻尼擋板 SPH方法 晃動(dòng)試驗(yàn) 飛機(jī)機(jī)翼油箱
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V228.11
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9-10
• 1.2 液體晃動(dòng)研究進(jìn)展10-14
• 1.2.1 理論研究方法10-11
• 1.2.2 數(shù)值研究方法11-14
• 1.2.3 試驗(yàn)研究方法14
• 1.3 光滑粒子流體動(dòng)力學(xué)（SPH）方法14-15
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 第2章 SPH方法及其在流體動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用16-26
• 2.1 引言16
• 2.2 SPH的概念和基本方程16-20
• 2.2.1 SPH方法核心思想16-17
• 2.2.2 函數(shù)的積分表示法17
• 2.2.3 函數(shù)的導(dǎo)數(shù)積分表示方法17-19
• 2.2.4 粒子近似法19-20
• 2.3 SPH在流體動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用20-22
• 2.3.1 拉格朗日型的Navier-Stokes方程20
• 2.3.2 密度的粒子近似法20-21
• 2.3.3 動(dòng)量方程的SPH粒子近似法21-22
• 2.3.4 能量方程的SPH粒子近似法22
• 2.4 SPH方法在流體力學(xué)應(yīng)用關(guān)鍵問(wèn)題22-25
• 2.4.1 邊界處理22-23
• 2.4.2 人工粘度23-24
• 2.4.3 光滑長(zhǎng)度24-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第3章 液體晃動(dòng)試驗(yàn)分析及數(shù)值模擬26-42
• 3.1 引言26
• 3.2 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)26-29
• 3.2.1 機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)27-28
• 3.2.2 壓力傳感器及變送器模塊28
• 3.2.3 信號(hào)處理模塊28-29
• 3.3 矩形液艙內(nèi)液體晃動(dòng)分析29-41
• 3.3.1 充液深度為 0.05 m時(shí)的晃動(dòng)分析31-34
• 3.3.2 充液深度為 0.10 m時(shí)的晃動(dòng)分析34-37
• 3.3.3 充液深度為 0.15 m時(shí)的晃動(dòng)分析37-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 機(jī)翼油箱燃油晃動(dòng)分析42-57
• 4.1 引言42
• 4.2 機(jī)翼油箱模型及工作激勵(lì)42-46
• 4.2.1 機(jī)翼油箱網(wǎng)格劃分及燃油離散化42-44
• 4.2.2 機(jī)翼油箱的工作激勵(lì)44-46
• 4.3 滾轉(zhuǎn)改出激勵(lì)下的燃油晃動(dòng)分析46-51
• 4.3.1 重心變化46-48
• 4.3.2 結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化48-51
• 4.4 突風(fēng)激勵(lì)下的燃油晃動(dòng)分析51-56
• 4.4.1 重心變化51-53
• 4.4.2 結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化53-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 第5章 防晃結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化57-69
• 5.1 引言57
• 5.2 液體晃動(dòng)抑制機(jī)理及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)57-60
• 5.2.1 防晃結(jié)構(gòu)工作機(jī)理57-58
• 5.2.2 液艙內(nèi)防晃結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)58-60
• 5.3 阻尼結(jié)構(gòu)防晃效果分析與優(yōu)化60-68
• 5.3.1 橫向阻尼結(jié)構(gòu)60-63
• 5.3.2 縱向阻尼結(jié)構(gòu)63-68
• 5.4 本章小結(jié)68-69
• 結(jié)論69-70
• 參考文獻(xiàn)70-75
• 致謝75

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1 朱小松;滕斌;呂林;寧德志;程亮;;液艙內(nèi)不同結(jié)構(gòu)形式對(duì)晃蕩的影響分析[J];水道港口;2011年04期

2 朱仁慶,吳有生;液艙內(nèi)流體晃蕩特性數(shù)值研究[J];中國(guó)造船;2002年02期

3 朱仁慶,王志東,方智勇;液艙內(nèi)大幅晃蕩引起的壓強(qiáng)預(yù)報(bào)(英文)[J];船舶力學(xué);2004年06期

4 祁江濤;顧民;吳乘勝;;液艙晃蕩的數(shù)值模擬[J];船舶力學(xué);2008年04期

5 劉永濤;馬寧;顧解忡;;各種激勵(lì)作用下液艙內(nèi)液體晃蕩的計(jì)算與分析[J];船海工程;2009年05期

6 陸志妹;范佘明;;船舶液艙晃蕩研究進(jìn)展[J];上海造船;2010年02期

7 徐國(guó)徽;顧學(xué)康;;液艙晃蕩載荷數(shù)值模擬中的流固耦合影響研究[J];船舶力學(xué);2012年05期

8 張秋艷;任冰;蔣梅榮;;二維矩形彈性液艙內(nèi)液體晃蕩數(shù)值模擬研究[J];船海工程;2012年04期

9 端木玉;朱仁慶;;液艙內(nèi)三維液體非線性晃蕩的數(shù)值模擬[J];江蘇科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年04期

10 侯玲;李芳成;吳春亮;;多種激勵(lì)耦合作用下的二維液艙晃蕩(英文)[J];Journal of Marine Science and Application;2012年03期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 郭曉宇;王本龍;劉樺;;液艙晃蕩的氣墊效應(yīng)[A];第九屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議暨第二十二屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)研討會(huì)論文集[C];2009年

2 徐國(guó)徽;顧學(xué)康;;計(jì)及流固耦合效應(yīng)的液艙晃蕩數(shù)值模擬方法研究[A];中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)海洋鋼結(jié)構(gòu)分會(huì)2010年學(xué)術(shù)會(huì)議暨第六屆理事會(huì)第三次會(huì)議論文集[C];2010年

3 李裕龍;朱仁傳;繆國(guó)平;范菊;洪亮;;液艙晃蕩數(shù)值計(jì)算方法的一些探討[A];第二十三屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)研討會(huì)暨第十屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議文集[C];2011年

4 金恒;劉勇;李華軍;;帶隔板液艙晃蕩問(wèn)題的數(shù)值模擬研究[A];第十六屆中國(guó)海洋（岸）工程學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2013年

5 高松強(qiáng);張志國(guó);王先州;馮大奎;趙偉文;;液艙晃蕩的無(wú)網(wǎng)格法數(shù)值模擬[A];第十一屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議暨第二十四屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)研討會(huì)并周培源誕辰110周年紀(jì)念大會(huì)文集（上冊(cè)）[C];2012年

6 朱小松;謝彬;喻西崇;杜慶貴;;矩形液艙晃蕩最大荷載規(guī)律研究[A];第十六屆中國(guó)海洋（岸）工程學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];2013年

7 徐國(guó)徽;胡嘉駿;顧學(xué)康;;帶內(nèi)部結(jié)構(gòu)的三維液艙晃蕩數(shù)值計(jì)算研究[A];第二十五屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)研討會(huì)暨第十二屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議文集（上冊(cè)）[C];2013年

8 賴?guó)Q;馮順山;黃廣炎;;接觸爆炸下船底液艙工況對(duì)毀傷效應(yīng)影響研究[A];第十屆全國(guó)沖擊動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2011年

9 洪亮;朱仁傳;繆國(guó)平;范菊;;液艙晃蕩與船舶耦合運(yùn)動(dòng)的數(shù)值模擬與應(yīng)用[A];第十一屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議暨第二十四屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)研討會(huì)并周培源誕辰110周年紀(jì)念大會(huì)文集（下冊(cè)）[C];2012年

10 胡騰飛;張志國(guó);高松強(qiáng);王先洲;馮大奎;;液艙隔板開孔對(duì)晃蕩影響數(shù)值模擬與分析[A];第十一屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議暨第二十四屆全國(guó)水動(dòng)力學(xué)研討會(huì)并周培源誕辰110周年紀(jì)念大會(huì)文集（下冊(cè)）[C];2012年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 蔡忠華;液貨船液艙晃蕩問(wèn)題研究[D];上海交通大學(xué);2012年

2 娜日薩;VLCC液艙晃蕩仿真及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)估方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2006年

3 劉永濤;艙室內(nèi)液體晃蕩的數(shù)值模擬及其與船體運(yùn)動(dòng)耦合作用的研究[D];上海交通大學(xué);2014年

4 蔣梅榮;彈性側(cè)壁液艙內(nèi)液體晃蕩問(wèn)題研究[D];大連理工大學(xué);2014年

5 李裕龍;液艙晃蕩與船舶時(shí)域運(yùn)動(dòng)全耦合的勢(shì)粘流組合數(shù)值模擬[D];上海交通大學(xué);2014年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉艷敏;彈性液艙內(nèi)液體晃蕩特性研究[D];江蘇科技大學(xué);2012年

2 董玉山;LNG液艙晃蕩沖擊比尺效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究[D];大連理工大學(xué);2015年

3 陳世文;儲(chǔ)液艙設(shè)計(jì)中的晃蕩影響因素研究[D];大連理工大學(xué);2015年

4 李晨光;彈性變形對(duì)三維液艙晃動(dòng)液面影響的實(shí)驗(yàn)研究[D];大連理工大學(xué);2015年

5 張凱凱;基于SPH方法的液艙內(nèi)液體晃動(dòng)分析及防晃研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

6 張秋艷;二維矩形液艙內(nèi)液體晃蕩的數(shù)值模擬[D];大連理工大學(xué);2011年

7 陳星;三維彈性液艙內(nèi)液體晃蕩數(shù)值模擬研究[D];大連理工大學(xué);2013年

8 高松強(qiáng);帶隔板三維液艙晃蕩特性分析與研究[D];華中科技大學(xué);2013年

9 劉向東;船舶液艙管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];大連海事大學(xué);2009年

10 李曉明;船舶液艙晃蕩載荷及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的工程計(jì)算方法[D];華中科技大學(xué);2007年

  本文關(guān)鍵詞：基于SPH方法的液艙內(nèi)液體晃動(dòng)分析及防晃研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號(hào)：351961