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二维矩形弹性液舱内液体晃荡数值模拟研究

原文作者:
  张秋艳,任冰,蒋梅荣
发布时间:
  2014-08-13
来    源:
  大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室
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摘要: 阐述ADINA 数学模型及相关数值方法,以二维矩形刚性液舱模型为例模拟液体晃荡,将所得的结果与解析解进行比较,验证该模型的有效性; 通过数值模拟,研究二维矩形弹性液舱内的液体晃荡,分析不同刚度、不同频率对液体晃荡自由液面波高运动的影响。
    以往对液体晃荡问题的研究均视液舱为刚性液舱[1-3],这与实际情况不相符。实际上液舱都具有一定的弹性。当液舱结构为弹性时,舱内液体与结构将会相互耦合作用,这将会急剧地改变晃荡冲击压力与液体自由液面的非线性运动。尤其当晃荡冲击压力的作用时间与弹性结构的湿周期相近或者处于同一量级时,较之刚性结构,弹性结构的动态响应与液体的压力可能会急剧增大,这时就要研究其中的流固耦合和水弹性问题了[4-6]。本文采用ADINA-FSI 模块来研究纵荡激励下二维矩形弹性液舱内的液体晃荡问题。
1 数值模型
1. 1 基本假定
    假设流体为不可压缩的粘性流体,结构为线弹性材料。流体与结构在流固耦合接触面上法向不直接脱离,只沿切向滑动,即流体与结构在接触面上任意时刻法向位移都是相等。
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