液体晃动

摘要： 为了分析核电厂日用油箱在承受地震载荷时液体晃动对支座、支座螺栓的结构强度影响,本文基于声—固耦合算法,建立了日用油箱在空罐、30%液位、50%液位、80%液位、100%液位的有限元模型,采用ANSYS软件对各模型进行模态分析,输入SSE工况地震反应谱,采用谱分析法进行抗震计算。分析结果表明:模态分析各模型的一阶频率分别为28.36Hz、27.99Hz、26.06Hz、22.03Hz、18.32Hz,流体的附加质量效应大幅度降低了结构的固有频率值,下降幅度高达35.3%;谱分析SSE工况50%液位模型支座的应力最大,承受地震载荷时液位高度对支座应力的影响并不是线性的,其与结构的一阶频率、地震谱最大加速度对应频率区段有关。最后,按RCC-M评定准则对支座及支座螺栓进行了评定,其应力满足标准限值要求。

摘要： 为研究罐式半挂车行驶过程中由于液体晃动而导致的车体受力情况,本文基于流固耦合理论,建立等效力学模型近似模拟液体晃动,可以在保证模型准确描述罐内液体受力变化的前提下,简化计算过程。本文首先根据能量守恒定律和牛顿第二定律建立起流固耦合方程,为提高求解效率,将其转化为矩阵求解方式;其次通过对不同充液高度的非满载罐中液体的晃动和液体质心运动轨迹进行研究,建立椭圆摆的运动方程,得到罐内液体质心运动的等效机械运动模型的动态轨迹;最后采用MATLAB的ODE算法进行求解,得到振荡频率和振幅的关系,为罐式半挂车侧翻特性及预防控制研究奠定了基础。

摘要： 液体晃动会对飞行器动力学和控制系统造成影响,为了降低液体晃动带来的负面影响,本文从被动控制角度出发,对常见的Cassini贮箱提出几种防晃设计方案,并探索不同因素对贮箱防晃性能的影响.通过Flow3d商业流体软件对比分析环形挡板贮箱、扇叶挡板贮箱、环形浮板贮箱的性能后,给出了一种挡浮板复合结构贮箱,并通过对比验证了这种思路的可行性.

摘要： 在液体晃动引起的横向力和倾覆力矩作用下,喷雾机本体及喷杆系统的平衡均会受到影响,进而影响行驶稳定性和施药效果。为此,以常用的矩形药箱为研究对象,以压电式力传感器为主要测量元件,设计并构建了实验系统,探讨了液体深度、激励幅值和激励频率等因素对液体晃动力矩的影响规律,并将实验结果与基于浅水波理论的线性模型进行比较。结果表明:液体深度和液体晃动幅度较小时,实验结果与理论模型吻合较好;液体大幅晃动时,线性模型适用性较差;液体运动不受限制时,晃动力矩远远大于惯性力矩。

摘要： 半挂式液罐车具有载重大、运输效率高、经济成本低的特点,逐步成为我国液体货物道路运输的主力。车辆运行过程中罐内液体晃动和车辆运动之间的耦合作用大大降低车辆的行驶稳定性,使液罐车易发生横摆、侧翻等问题。文章主要对罐内液体晃动的常见研究方法及液体晃动对侧翻稳定性影响进行总结分析,为研究半挂式液罐车侧翻稳定性提供一定的理论基础。

摘要： 针对空间攻防领域的航天器对接、抓捕等任务工况.研究了微重环境下的液体晃动问题.使用CFD数值实验的方法研究了微重环境下液体的晃动特性,实验结果显示:液体晃动可分为4个阶段,每个阶段的液体流动规律差别较大,其中,第1阶段的初始时间段充液系统的响应与激励成比例变化关系.利用此规律,提出小脉冲激励下的充液系统等效惯量模型,并设计数值实验验证了其正确性,模型误差为3.2%.除此之外,论文还研究了等效惯量模型的适用性,并得出模型的最佳适用范围.

摘要： 液化气体汽车罐车运动状态改变时,罐内液体会发生相对运动,产生晃动,为了减小罐内液体的晃动程度,增加罐车的行驶稳定性,液化气体汽车罐车罐内设置了一定数量的防波板。但在定期检验时发现部分罐车的防波板出现开裂、脱落。基于检验中发现的防波板问题,分析了设计、制造、检验及使用环节对防波板失效的影响,并提出在同样使用工况下四层横向布置、螺栓连接的铝合金防波板最优,为液化气体汽车罐车合理的布置防波板提供了指导与参考。

摘要： 为解决传统等效力学模型描述贮箱内液体晃动特性时在准确性和完整性等方面存在不足的问题,首先,运用势流理论推导出部分充液圆柱贮箱的动力学状态方程,依据方程中液体晃动速度势函数与晃动波高函数中傅里叶-贝塞尔级数展开系数的正交性条件,将球形贮箱内液体晃动的求解区域向与之外切的圆柱贮箱求解区域内进行扩展,建立用于描述球形贮箱内液体晃动问题的参数化模型;然后,通过CFD数值模拟实验得到球形贮箱受横向简谐激励时小幅晃动情况下的液体晃动力和力矩;最后,利用Matlab灰箱辨识函数对所建立的参数化模型中的待定系数进行准确辨识,实现了球形贮箱内液体横向晃动问题的高精度等效建模。结果表明:所建立的参数化等效力学模型能较准确和完整地描述球形贮箱内的液体晃动固有频率、晃动力和晃动力矩等动力学特性,辨识精度均能达到92%以上,为进一步在线实时辨识与实际工程应用提供参考。

摘要： 考虑空间微重力环境下贮箱燃料的晃动行为,采用耦合的欧拉-拉格朗日(coupled Eulerian-Lagrangian,CEL)方法,建立了航天器和液体燃料的分离动力学模型,通过航天器分离动力学及流固耦合动力学分析,解决了贮箱燃料液体晃动对航天器分离姿态的影响问题,给出了液体晃动对航天器产生的干扰力和力矩,对比了考虑液体晃动和假设贮箱液体为刚体得到航天器分离姿态的差异,不同液面高度对航天器分离姿态、干扰力和力矩的影响情况,分析结果为弹簧分离机构的优化设计和分离安全性设计提供参考,同时提高了航天器在轨姿态控制设计的可靠性。

摘要： 针对带充液贮箱的运载工具中液体晃动问题,设计了一种可以准确测量晃动力和晃动力矩的液体晃动实验平台。首先,依据实验目的对传感器分布、实验平台结构和晃动实验流程进行设计分析;其次,通过设计不同的实验分别对力传感器的灵敏度、静态性能和动态性能进行实验验证,重点利用最小二乘法对力传感器采集到的整体动态数据进行处理,消除固件惯性力和零均值测量误差的影响,并得到由贮箱内液体晃动产生的非平衡晃动力和晃动力矩的无偏量估计值;最后,以横置Cassini贮箱为例,分别采集不同频率简谐外激励下贮箱内的液体晃动力和晃动力矩,并将实验结果与计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)理论仿真结果进行对比分析。结果表明:2种不同方法得到的晃动力和晃动力矩的幅值变化趋势和振荡周期均能良好的吻合,进一步验证了所设计实验平台的准确性和可靠性。

摘要： 本文简要讨论了液体晃动动力学中的三个议题:1)液体晃动等效力学模型;2)液体晃动阻尼问题;3)参数晃动问题.指出了三个议题中存在的问题,提出该问题可能的解决思路与方法,为液体晃动动力学的研究与应用人员提供参考.

摘要： 以火星探测器地火转移阶段为背景,研究零重力环境下液体晃动动力学问题.首先在CFD软件FLOW3D上仿真分析了典型零重力下航天器机动过程的液体晃动,得到了贮箱内液体分布形态的变化,以及液体对贮箱的作用力和力矩时序变化曲线;然后建立了零重力下液体晃动问题的四面体构型等效弹簧阻尼模型的动力学方程组;最后,在MATLAB/SIMULINK平台搭建等效弹簧阻尼模型的动力学仿真模型,仿真得到等效模型对贮箱的作用力和力矩时序变化曲线,通过与CFD仿真结果对比,发现两组曲线在误差允许范围内相互匹配,从而验证了该等效模型对零重力环境下液体晃动问题的适用性.

摘要： 应用Fluent软件进行液体晃动数值仿真,在频域内辨识等效力学模型参数.首先将力矩在频域内,采用改进的多项式拟合法进行拟合;其次建立等效力学模型,求解出频域内力矩的表达式;将上述两式进行对比,根据相应位置的系数相等建立非线性方程组,联立方程组求解出等效力学模型各参数.算例表明,与解析解误差较小,验证了辨识方法的正确性.

摘要： 本文从一般意义上推导了作三维运动的任意三维贮箱内液体晃动的等效力学模型，采用有限元方法建立计算等效力学模型参数的数值方法，分离液体零频以消除液体刚度矩阵的奇异性，从而将等效力学模型参数的计算归结为广义特征值问题和线性代数方程组的求解，具有较高的计算效率。通过算例分析了三维液体晃动的等效力学模型的特点，采用解析解和CFD方法验证了等效力学模型的有效性。

摘要： 采用CFD软件Fluent的VOF模型,对罐车受到横向加速度液体晃动时罐体的受力进行数值模拟。以充液比、加速度、罐体垂直方向受力、横向受力和侧倾力矩作为输入,0.1s之后的受力和侧倾力矩作为目标输出,选出合理的计算结果作为训练样本,建立基于BP神经网络的液体晃动预测模型,预测罐车受力。对完成训练的网络进行可靠性验证,选用158个分布均匀的样本检验,垂直方向受力、横向受力和侧倾力矩最大预测误差分别为-0.36％、-8.88％、1.38％,基本符合精度要求。

摘要： 采用有限元方法并借助于大型软件Ansys和Matlab得到了数值求解Cassini贮腔液体晃动动力学的计算机仿真程序。利用数值方法得到了微重力环境下燃料贮腔中的静自由液面形状。主要结果包括液体晃动基阶频率、晃动模态、液体晃动等效模型参数、液体晃动力以及液体晃动力矩。微重力环境下充液航天器的液体晃动与常重环境下有着显著的区别。

摘要： 本文比较了质量-弹簧模型方法和基于SHELL181-FLUID80单元的ANSYS液固耦合方法得到的液体晃动频率,分析了两种方法的技术特点.应急补水箱(ASG)是核电厂余热排出系统中的重要设备,作为大型薄壁储液容器,其地震响应需要考虑液体晃动对结构动态特性的影响.以往工程问题中,通常建立质量-弹簧简化模型,如Housner理论模型,来考虑地震中液体晃动对储液容器动态特性的影响,但是只考虑了液面振动的第一阶振型的质量-弹簧模型形式过于简单,使用范围有一定的局限性.随着计算机硬件性能的提升以及数值计算方法的发展,尝试用更加准确、适用性更广的液体-固体耦合理论,更精确描述液体晃动对储液容器地震反应分析的影响已经成为可能.

摘要： 对核电厂中一些重要的大型卧式储液容器进行抗震分析时,需要考虑容器内液体的晃动对容器及支撑的质心和转动惯量等参数的影响.本工作以某贮罐为例,依据Housner理论,对容器承受水平地震时液体晃动引起的载荷进行了计算,并评估液体晃动作用产生的影响.

摘要： 本文针对航天工程中常见的cassini贮箱(两底为半球，腰围圆柱)研究了其中液体的小幅晃动问题以及横向受迫晃动问题。采用Galerkin法获得系统离散的晃动方程，从而计算出晃动固有频率和等效模型参数.对横向受迫晃动推导出其反作用力和反作用力矩，并给出数值算例.

摘要： 由于装载货物的特殊性,危险货物运输车辆比如油罐车发生碰撞时,很可能会导致爆炸、泄露和环境污染,对社会和环境造成极大的影响.自动紧急制动系统可以有效避免车辆发生碰撞或降低碰撞伤害.由于空载和负载时,油罐车制动特性不一样,本文主要是研究负载变化对油罐车自动紧急制动系统的影响.首先建立罐内液体的“质量-弹簧”等效机械模型,根据该模型计算制动时罐内液体的冲击力,然后基于车辆运动学和动力学方程建立了自动紧急制动模型,并对模型进行了仿真测试和实车测试验证.结果显示,防抱死系统的介入是空载情况下油罐车制动减速度曲线波动的原因,而满载情况下油罐车制动减速度曲线波动是由于罐内液体的晃动.进一步研究发现,有负载时,由于罐内液体的晃动,油罐车的制动效率衰减超过40％.基于这些发现,平均制动减速度和制动时间被加入到自动紧急制动算法中以计算更合理的提前制动时间和需求减速度.

摘要： 公开了一种在车辆操纵期间当液态水经过容纳部件时通过减小容纳的液态水的速度来限制累积的液态水从进气歧管流至内燃发动机的汽缸中的方法和系统。进气歧管的主体包括具有水容纳蓄水器的水容纳部件，水容纳蓄水器具有打开的上部和限制水的内壁。水通被设置在每个内壁中。水通道可以是任何多种形状，包括从壁的顶部延伸的V形凹口。内壁是中心内壁并且容纳蓄水器进一步包括在侧壁之间的与中心内壁相交的中间内壁。水通道形成在内壁的至少一个中并且可形成在全部壁中。

摘要： 本实用新型涉及一种集装箱防晃动液体袋，包括袋体，所述袋体呈矩形体结构，在袋体顶面中间位置方设置进料口，在袋体端面下面设置出料口，在进料口和出料口上均设置捆绑绳；所述袋体内壁顶面设置活动片，所述袋体底面具有倾斜面，其角度为12～25°，倾斜面的倾斜末端指向出料口一侧；位于袋体内设置气囊袋，所述气囊袋位于倾斜面下方末端；所述袋体顶面转角位置均设置金属角架，所述金属角架上设置连接绳；所述连接绳上设置吊环；在袋体侧面设置排气口，数量为多个。本实新型改进巧妙，设计新颖，在袋体内设置活动片和限制块可以减少集装袋内液体的晃动，需要说明的是这种结构的不是完全禁止晃动，是一种减少或者削弱晃动。

摘要： 航天器飞行过程中液体晃动造成干扰力的测量装置，解决了现有利用建模仿真获得液体燃料晃动对航天器本体造成的干扰力和力矩信息的方法难度大、耗时久的问题，属于六维力测量装置技术领域。本发明包括六维移动平台、测量平台、纵向力及力矩测量系统、旋转力矩测量系统和横向力测量系统；测量平台、纵向力及力矩测量系统、旋转力矩测量系统、横向力测量系统、六维移动平台从上至下依次排布且连接，被测产品放置在测量平台上，纵向力及力矩测量系统用于测量被测产品所受的Z向力、X向力矩、Y向力矩；旋转力矩测量系统用于测量被测产品的Z向力矩；横向力测量系统包括4套测量单元，4套测量单元沿十字方向布局，直接测量X向力和Y向力。

摘要： 本发明公开了容器内的液体晃动效应确定方法、系统及存储介质，方法包括：确定待测容器的液面宽度和液位高度；根据所述液面宽度和液位高度，确定脉冲液体质量和脉冲液体高度；根据所述液面宽度和液位高度，确定对流液体质量、对流液体高度和等效弹簧刚度；根据所述液面宽度和液位高度，确定约束液体质量和约束液体高度；根据所述脉冲液体质量、脉冲液体高度、对流液体质量、对流液体高度、等效弹簧刚度、约束液体质量和约束液体高度，确定液体晃动效应的分析结果。本发明能够精确计算液体对晃动作用的局部区域产生的影响；另外，本发明的适用范围广，可广泛应用于数据处理技术领域。

摘要： 本发明公开了一种液体晃动动力学特性研究的多功能实验平台及实验方法，本发明的多功能实验平台搭建了第一实验平台和第二实验平台，第一实验平台与丝杠之间通过第一力传感器进行固定连接，第二实验平台与第一实验平台除通过底部的第二静压导轨连接以外，还设置了第二力传感器。第一实验平台、第二实验平台和充液储箱上均固定有加速度传感器。充液储箱与第二实验平台固连。通过伺服电机控制系统驱动伺服电机，伺服电机通过丝杠带动第一实验平台和第二实验平台运动，进而带动充液储箱内的液体产生受迫振动，可准确的获得大型形状复杂的充液储箱内液体晃动特性。通过信号采集系统获得液体晃动力和加速度的数据。通过高速摄像机记录液面的变化情况。

摘要： 本发明涉及一种着陆器动力下降姿态控制方法，尤其涉及一种着陆器动力下降期间的液体晃动抑制姿态控制方法，属于航天器姿态控制技术领域。该方法针对动力下降段液体晃动抑制问题，采用两个滤波系数不同的观测器，分别估计缓慢变化的发动机干扰力矩和发动机干扰力矩与晃动干扰力矩之和。根据两种估计干扰力矩一段时间的历史值，判定干扰力矩状态和观测器估计状态，选择一种干扰力矩估值，进行姿控控制前馈补偿，提高了姿态控制精度。

摘要： 本发明提供一种考虑液体晃动的反应堆厂房结构确定方法及装置，其中，方法包括：获取核电厂布置信息和荷载信息；根据核电厂布置信息和荷载信息，建立反应堆厂房结构的几何模型，几何模型包括固体部件和液体部件；基于几何模型，确定固体部件和液体部件的接触属性，且将液体部件转换为粒子，以得到反应堆厂房仿真模型；根据几何模型、反应堆厂房仿真模型、核电厂布置信息和荷载信息，确定反应堆厂房的结构。本发明实施例中，将液体部件转换为粒子，得到反应堆厂房仿真模型，可以模拟出敞口水箱内液体晃动会溅溢出水箱外的情形。解决了现有技术中计算结果不够精确，导致反应堆厂房结构设计不够合理的问题。

摘要： 本发明公开了一种液体晃动动力学特性研究的多功能实验平台及实验方法，本发明的多功能实验平台搭建了第一实验平台和第二实验平台，第一实验平台与丝杠之间通过第一力传感器进行固定连接，第二实验平台与第一实验平台除通过底部的第二静压导轨连接以外，还设置了第二力传感器。第一实验平台、第二实验平台和充液储箱上均固定有加速度传感器。充液储箱与第二实验平台固连。通过伺服电机控制系统驱动伺服电机，伺服电机通过丝杠带动第一实验平台和第二实验平台运动，进而带动充液储箱内的液体产生受迫振动，可准确的获得大型形状复杂的充液储箱内液体晃动特性。通过信号采集系统获得液体晃动力和加速度的数据。通过高速摄像机记录液面的变化情况。

摘要： 本发明公开了一种测量充液储箱液体晃动力的试验装置及试验方法，试验装置包括：试验基座；静压导轨设置在试验基座上，静压导轨上的滑块沿第一方向运动；试验平台与滑块固定连接；伺服电机通过丝杠与试验平台相连接；伺服电机控制系统；充液储箱，在试验平台和充液储箱之间还包括多个滚珠；长孔角码的水平段与试验平台可拆卸连接、竖直段与充液储箱固定连接；力传感器；加速度传感器；信号采集系统采集力传感器和加速度传感器的数字信号，并对数字信号进行信号处理，得到液体的晃动力。试验方法包括在伺服电机驱动试验平台振动时通过将信号采集器采集到的力信号和加速度信号进行数据处理，输出储箱受迫振动时液体的晃动力。

摘要： 本实用新型公开了一种减少内部液体晃动的危险品防爆桶，涉及液体危险品输送桶技术领域。该减少内部液体晃动的危险品防爆桶，包括桶体，所述桶体的顶部设置有顶盖，顶盖上设置有灌装口，桶体的下端设置有放置底座，桶体内固定连接有挡板，挡板上分别开设有两个均延伸出挡板左右两侧表面的通槽，放置底座内滑动连接有承载块，承载块下表面设置有缓冲机构。该减少内部液体晃动的危险品防爆桶，避免了液态状的危险品晃动的动能全都聚集在桶体的内壁处，达到了对液态状的危险品晃动时所产生动能的卸力效果，降低了液态状的危险品对桶体的撞击力，避免了桶内的液态状的危险品撞击幅度过大发生反应，保障了桶体的安全。