文档介绍：第! " 卷第# 期" $ % & 年% $ 月船海工程’( ) * + , - . / 0 . 0 1 ) 0 . . 2 ) 0 1 3 4 5 6 ! " 0 4 6 # , 7 8 6 " $ % & 9 , ) : % $ 6 & : ; & < = 6 > ? ? @ 6 % ; A % B A : # & 6 " $ % & 6 $ # 6 $ " A 三维矩形弹性液舱内液体晃荡数值模拟研究陈星,蒋梅荣! & =7-&’+ R d m+-.V MN<#8O 0PQ & = % % ; $ " & 2 摘要: 为了解三维弹性液舱内液体晃荡情况,采用/ 9 ) 0 /模拟不同激励频率下液舱内液体的晃荡, 将所得的结果与解析解进行对比, 得到不同载液率下弹性液舱内液体晃荡特点, 得到液舱载液率!外界激励等参数变化对液体自由表面运动及晃荡荷载的影响" 关键词:液体晃荡;流固耦合;弹性液舱; / 9 ) 0 / 中图分类号: D ; A ! 6 % & 文献标志码: / 文章编号: % ; A % B A : # & ( " $ % & ) $ # B $ $ : : B $ ; 收稿日期: " $ % & E $ & E % F 修回日期: " $ % & E $ ! E $ % 基金项目: 国家自然科学基金( # % % A : $ & $ ) 第一作者简介: 陈星( % : F F E) , 女,硕士生研究方向: 液体晃荡的数值模拟! " # $ % & : 7 S M @ Y > @ H % % & $ J S 4 8 K I > 5 6 7 4 K 液体晃荡是极为复杂的一种流体运动形式, 它具有高度的非线性和随机性"在以往的研究中,液体晃荡问题大部分的研究工作主要集中在刚性液舱数值模拟方面[ % B & ] , 然而实际工程中所使用的液舱都有一定的弹性, 假定液舱是刚性结构, 忽略了液舱结构的变形, 同时也忽略了液舱变形与内部流体的相互作用" 近年来有部分学者对弹性液舱的液体晃荡问题进行了一些研究[ ! B ; ] ,对于弹性液舱晃荡, 必须研究晃荡过程中带自由液面流体的非线性动力学问题及其结构变形的相互耦合问题" % "* 9g 假设矩形液舱为线弹性结构,液体为不可压缩的粘性流体" 流固耦合接触面上,流体和结构不直接脱离,即流体与结构在接触面上任意时刻法向位移都相等" 采用有限元法对流体域连续方程!运动方程! 质量守恒方程等进行离散求解; 采用隐式积分法对结构域几何方程!运动方程! 物理方程等进行积分求解[ ; ] " / 9 ) 0 /在求解流固耦合问题时有直接耦合求解和迭代耦合求解" 本文采用直接耦合法进行计算,将流体域! 结构域和耦合作用构造在同一控制方程!!! 流固耦合系统方程中,在单一时间步内, 对流固耦合系统方程所有变量同时进行求解" 采用位移 E 压力格式描述流固耦合系统" 流固耦合系统方程为 0 . - 0 T [ . T , V ? ( . ?) ] 0 ? [ ] ? , 0 T ( . T [ ] ) ] U $ ( % ) 式中: .!!! 耦合系统的解向量, . U ( . T , . ? ) # 其中: . 2 , . F!!! 定义在流体和结构节点上的解向量"