液體晃蕩是指流體在有限空間內(nèi)的運動,具有很強的隨機性和非線性。液體晃蕩問題廣泛的存在于航天航空、核電工程、船舶工程與陸海運輸?shù)阮I域中。當液箱受到較大的外部荷載時,液箱內(nèi)液體會產(chǎn)生劇烈的晃蕩,且液體晃蕩引起的晃蕩力會對液箱邊壁產(chǎn)生劇烈的沖擊,當液體晃蕩頻率與液箱的振動頻率相近時會產(chǎn)生共振現(xiàn)象,嚴重時甚至造成液箱結構破壞。目前高效的減晃手段之一是在液箱中設置擋板,因此,液箱中擋板參數(shù)的變化對于液體晃蕩固有屬性與減晃效果的分析是一項非常有意義的研究課題。比例邊界有限元方法（Scaled Boundary Finite Element Method—SBFEM）是近年來發(fā)展起來的一種新型的數(shù)值模擬方法。不同于邊界元方法（BEM）與有限元方法（FEM）,該方法不存在奇異積分的問題,針對無限域問題可以自動滿足邊界條件,并且在計算過程中只需對計算區(qū)域的邊界進行單元離散,從而降低維數(shù),大大節(jié)約了計算量。SBFEM目前在眾多研究領域中取得了優(yōu)異的研究成果,具有深遠的應用價值。本文基于SBFEM,針對帶有復雜擋板液箱的液體晃蕩問題進行深入的分析,主要研究內(nèi)容如下:1、基于線性勢流理論,從拉普拉斯方程出發(fā),... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 液體晃蕩的數(shù)值方法
        1.2.2 比例邊界有限元方法簡介
    1.3 內(nèi)置擋板減晃分析方法
    1.4 本文的主要工作
2 研究方法概述
    2.1 二維液箱液體晃蕩問題求解
        2.1.1 二維液箱液體晃蕩控制方程
        2.1.2 二維液箱液體晃蕩比例邊界有限元方程
        2.1.3 二維液箱液體晃蕩比例邊界有限元方程的求解
    2.2 三維液箱液體晃蕩問題求解
        2.2.1 三維液箱液體晃蕩控制方程
        2.2.2 三維液箱液體晃蕩比例邊界有限元方程
        2.2.3 三維液箱液體晃蕩比例邊界有限元方程的求解
    2.3 本章小結
3 求解液箱自由晃蕩頻率問題
    3.1 SBFEM求解液箱自由晃蕩頻率
    3.2 數(shù)值算例
        3.2.1 二維方形液箱自由晃蕩頻率
        3.2.2 二維U形液箱自由晃蕩頻率
        3.2.3 正方體液箱自由晃蕩頻率
        3.2.4 上圓柱下斜柱液箱自由晃蕩頻率
        3.2.5 空心圓柱液箱自由晃蕩頻率
    3.3 PCS重力水箱自由晃蕩頻率
    3.4 本章小結
4 求解液箱時域內(nèi)液體晃蕩問題
    4.1 SBFEM求解液箱在外部激勵下的晃蕩力與附加質(zhì)量
    4.2 數(shù)值算例
        4.2.1 二維方形液箱
        4.2.2 二維U形液箱
        4.2.3 正方體液箱
        4.2.4 上圓柱下斜柱液箱
        4.2.5 空心圓柱液箱
    4.3 PCS重力水箱
    4.4 本章小結
5 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]一種幾何VOF方法在液艙晃蕩流動模擬中的應用[J]. 李金龍,尤云祥,陳科.  上海交通大學學報. 2019(08)
[2]帶填充結構圓柱形容器內(nèi)液體橫向晃蕩特征研究[J]. 王肖飛,劉俊,葉文斌.  水利與建筑工程學報. 2019(04)
[3]Wave Scattering by Twin Surface-Piercing Plates Over A Stepped Bottom:Trapped Wave Energy and Energy Loss[J]. DENG Zheng-zhi,WANG Chen,WANG Chi,YAO Yu,OU Ze-tinga,WANG Li-xian.  China Ocean Engineering. 2019(04)
[4]晃蕩載荷作用下LNG船B型獨立液貨艙支撐結構受力分析[J]. 董問,袁奕,張正藝,解德.  艦船科學技術. 2019(15)
[5]改進型擴展比例邊界有限元法[J]. 江守燕,李云,杜成斌.  力學學報. 2019(01)
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[7]Modeling of low-frequency seismic waves in a shallow sea using the staggered grid difference method[J]. 盧再華,張志宏,顧建農(nóng).  Chinese Journal of Oceanology and Limnology. 2017(05)
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[9]基于比例邊界有限元法動態(tài)剛度矩陣的壩庫耦合分析方法[J]. 李上明.  工程力學. 2013(02)
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博士論文
[1]艙室內(nèi)液體晃蕩的數(shù)值模擬及其與船體運動耦合作用的研究[D]. 劉永濤.上海交通大學 2014

碩士論文
[1]基于SBFEM的混凝土細觀均勻化和粘性斷裂模擬[D]. 王飛.浙江大學 2016



本文編號：3125797