任意三维贮箱内液体晃动的模态分析及其等效力学模型 被引量：21

1

作者 丁遂亮 包光伟 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2004年第1期62-68,共7页

本文采用有限元方法建立了数值求解任意三维贮箱内液体晃动固有频率和模态、动力特征参数的通用程序,利用州ANSYS有限元前处理模块,使得程序的通用性达到最大化。通过对液体受迫晃动的结果分析,发现了三维晃动中贮箱外激励与模态响应之... 本文采用有限元方法建立了数值求解任意三维贮箱内液体晃动固有频率和模态、动力特征参数的通用程序,利用州ANSYS有限元前处理模块,使得程序的通用性达到最大化。通过对液体受迫晃动的结果分析,发现了三维晃动中贮箱外激励与模态响应之间的复杂关系,并且提出了建立液体受迫晃动的等效力学模型的方法。本文以油罐车充液贮箱为例,数值研究了贮箱端部不同所引起的动力学差异,给出了晃动频率和晃动质量的变化曲线。 展开更多

关键词 三维液体晃动 有限元方法 等效力学模型 油罐车 模态分析 晃动频率 晃动质量

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液体三维晃动特征问题的有限元数值计算方法 被引量：19

2

作者 包光伟 王政伟 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2003年第2期185-190,共6页

本文采用有限元方法数值求解任意刚性容器内液体三维晃动的固有频率和模态。通过建立液体晃动特征问题的泛函极值原理,编制了四面体等参单元有限元程序,计算了平放圆柱腔内三维液体晃动的特征频率,并将矩形容器、球腔、带“十”字隔板... 本文采用有限元方法数值求解任意刚性容器内液体三维晃动的固有频率和模态。通过建立液体晃动特征问题的泛函极值原理,编制了四面体等参单元有限元程序,计算了平放圆柱腔内三维液体晃动的特征频率,并将矩形容器、球腔、带“十”字隔板球形容器内的液体三维晃动计算结果与解析解、实验结果和二维有限元数值解进行了比较,程序的正确性得到了验证。 展开更多

关键词 充液系统动力学 液体晃动 有限元方法

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部分充液罐车内液体晃动的瞬态响应分析 被引量：19

3

作者 王琼瑶 蒋开洪 +1 位作者 Subhash Rakheja 上官文斌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第17期1-8,共8页

针对部分充液罐车转向或制动过程中罐体内液体的晃动问题,建立了液罐车内液体晃动的三维力学模型,通过与准静态模型以及罐体内液体晃动的试验结果进行对比,验证了模型的有效性。研究了防波板的几何参数(开孔的大小、形状及位置等)对液... 针对部分充液罐车转向或制动过程中罐体内液体的晃动问题,建立了液罐车内液体晃动的三维力学模型,通过与准静态模型以及罐体内液体晃动的试验结果进行对比,验证了模型的有效性。研究了防波板的几何参数(开孔的大小、形状及位置等)对液体瞬态晃动时的载荷转移及晃动力的影响。评估了防波板不同的几何参数下,作用在罐体端面以及单个防波板上的力。发现了在中等或高充液比的情况下,在防波板和罐体端面或者相邻防波板之间的密闭空间将产生很大的空气压力。研究结果表明,防波板的几何参数对液体载荷的载荷转移量、晃动产生的作用力以及俯仰力矩均有很大的影响。空气压力可以减小液体的载荷的纵向转移量,从而抑制液体的晃动,提高车辆的制动性能。 展开更多

关键词 液罐车 液体晃动 防波板 气体压力

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用于ALE有限元模拟的网格更新方法 被引量：16

4

作者 周宏 李俊峰 王天舒 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期267-272,共6页

任意拉格朗日欧拉法(ALE)可以通过定义参考网格的运动,实现自由液面跟踪,完成液体晃动的数值计算.综合用于更新网格节点的3种基本计算方法,将多方向更新网格速度的技术应用于任意拉格朗日欧拉网格节点的速度计算.给出了水平圆柱形贮箱... 任意拉格朗日欧拉法(ALE)可以通过定义参考网格的运动,实现自由液面跟踪,完成液体晃动的数值计算.综合用于更新网格节点的3种基本计算方法,将多方向更新网格速度的技术应用于任意拉格朗日欧拉网格节点的速度计算.给出了水平圆柱形贮箱和椭圆形贮箱内液体晃动算例,实现了多方向更新网格运动与晃动流场计算的耦合,使ALE方法能胜任复杂几何边界下的自由液面流动的数值模拟. 展开更多

关键词 ALE方法 有限元方法 网格更新 液体晃动 水平圆柱形贮箱

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火箭推进剂液体晃动关机响应的数值仿真 被引量：8

5

作者 包光伟 王振强 +1 位作者 张天翔 陈健 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期84-88,共5页

本文采用 VOF方法对火箭发动机关机阶段所引起的液体晃动进行了数值仿真 ,以氧化剂贮箱为例 ,得到了贮箱无阻尼环和带阻尼环时的晃动仿真图和液体质心变化曲线。检验了 VOF方法处理碎波的能力。

关键词 液体晃动 VOF方法 航天器动力学 火箭推进剂 数值仿真 关机响应

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带弹性膜的部分充液罐车罐体内液体横向晃动的瞬态响应分析 被引量：10

6

作者 王琼瑶 Subhash Rakheja 上官文斌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期98-105,共8页

针对部分充液罐车转向过程中罐体内液体的晃动问题,提出了一种新型抑制液体晃动的阻尼装置:弹性膜。建立了相应的罐体内带弹性膜的流体-弹性膜耦合动力学模型,并通过实验验证了模型的有效性。通过计算仿真方法研究了弹性膜及其预应力的... 针对部分充液罐车转向过程中罐体内液体的晃动问题,提出了一种新型抑制液体晃动的阻尼装置:弹性膜。建立了相应的罐体内带弹性膜的流体-弹性膜耦合动力学模型,并通过实验验证了模型的有效性。通过计算仿真方法研究了弹性膜及其预应力的大小对液体瞬态时的晃动力和载荷转移量的影响。研究结果表明:弹性膜能限制液体的晃动幅值,从而减小液体晃动时对罐体壁面产生的侧倾力矩;弹性膜增大了液体横向晃动的固有频率,使液体横向晃动的固有频率远离了液罐车的紧急转向频率,从而避免了液罐车紧急转向时共振现象的发生。 展开更多

关键词 液罐车 液体晃动 弹性膜 流固耦合

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Dewar瓶内液体晃动的近似计算方法 被引量：4

7

作者 包光伟 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2002年第3期311-314,共4页

本文研究Dewar瓶内液体的晃动特征问题,将液体晃动的微分方程边值问题转换为具有积分形式的泛函极值问题,在此基础上建立了旋转对称容器液体晃动特征问题的有限元数值计算方法和通用程序,并计算了Dewar瓶、球腔、圆柱腔液体的晃动固有频... 本文研究Dewar瓶内液体的晃动特征问题,将液体晃动的微分方程边值问题转换为具有积分形式的泛函极值问题,在此基础上建立了旋转对称容器液体晃动特征问题的有限元数值计算方法和通用程序,并计算了Dewar瓶、球腔、圆柱腔液体的晃动固有频率,结果显示了Dewar瓶综合了球腔和圆柱腔液体晃动的特征,它将液体晃动频率控制在一窄带范围之内。利用该程序,本文又计算了Dewar瓶液体晃动的单摆模型。为了便于工程应用,本文提出了一种对Dewar瓶建立等效圆柱容器液体晃动模型的方法,给出了模型的参数变换公式,从而可以通过对圆柱容器液体晃动的解析计算得到Dewar瓶的液体晃动结果。利用数值计算结果,本文验算了近似计算方法的有效性和近似程度。 展开更多

关键词 Dewar瓶 液体晃动 近似计算方法 泛函极值 航天器

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稳态转向时非满载罐式汽车侧翻稳定性的分析 被引量：5

8

作者 何锋 杨利勇 +1 位作者 何锋 杨利勇 《现代机械》 2003年第6期24-26,共3页

由于非满载罐内液体货物的晃动 ,运输液体货物的罐式汽车与运输固体货物的汽车在弯道或变道行驶时 ,其侧翻稳定性将发生较大的变化。本文通过对罐内晃动液体质心位置的分析 ,建立了罐式汽车侧翻数学模型 ,研究了部分装载液体罐式汽车的... 由于非满载罐内液体货物的晃动 ,运输液体货物的罐式汽车与运输固体货物的汽车在弯道或变道行驶时 ,其侧翻稳定性将发生较大的变化。本文通过对罐内晃动液体质心位置的分析 ,建立了罐式汽车侧翻数学模型 ,研究了部分装载液体罐式汽车的稳态转向侧翻阈值 ,并简要介绍了导致罐式汽车侧翻的主要汽车因素 ,为进一步研究罐式汽车的侧翻特性和侧翻的检测及预防方法打下基础。 展开更多

关键词 汽车 侧翻 稳定性 罐式汽车 稳态转向 数学模型

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弹性底板有限长方形容器内液体晃动 被引量：4

9

作者 王照林 匡金炉 欧阳实 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 1991年第2期33-38,共6页

考虑了具有弹性底板的部分充液的有限长方形容器内的液体的耦合晃动问题。采用能量法导出了耦合频率的方程，数值结果表明基频随液面高度增加而提高，且趋向于刚性容器内的液体晃动的极限基频。

关键词 液固耦合 液体 晃动 系统动力学

原文传递

自旋液体晃动Pfeiffer方法的分析 被引量：5

10

作者 包光伟 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1993年第6期738-743,共6页

本文对研究自旋液体晃动的Pfeiffer方法提出了一种分析方法,从而将液体自由振动的稳定性的Pfeiffer方法推广于既有重力又有自旋的液体晃动的研究。

关键词 液体力学 自旋晃动 Pfeiffer法

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任意轴对称腔充液系统的自旋稳定性 被引量：1

11

作者 包光伟 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2002年第1期31-37,共7页

本文对具有任意轴对称腔的充液陀螺的永久转动给出了稳定性判据。该判据考虑了腔内液体的晃动。通过对液体晃动特征模态求解的有限元分析,得到涉及液体晃动的判据修正量仅仅与液面的几何形状有关。本文分别给出了液面为旋转抛物面、去... 本文对具有任意轴对称腔的充液陀螺的永久转动给出了稳定性判据。该判据考虑了腔内液体的晃动。通过对液体晃动特征模态求解的有限元分析,得到涉及液体晃动的判据修正量仅仅与液面的几何形状有关。本文分别给出了液面为旋转抛物面、去底旋转抛物面和圆柱面的判据修正量计算公式,经过数值试验发现了相应的解析公式。 展开更多

关键词 充液刚体动力学 液体晃动 自旋稳定性 有限元分析

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充液航天器自旋稳定性分析的一种近似方法 被引量：1

12

作者 包光伟 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第8期1048-1052,共5页

研究充液航天器在液体晃动、航天器平动和摆动相互耦合情况下的自旋稳定性问题 .采用Galerkin方法建立液体受迫振动的离散动力学方程 ,并对液体自由振动的特征问题建立了有限元数值计算方法 .由系统的动量方程、动量矩方程和液体受迫振... 研究充液航天器在液体晃动、航天器平动和摆动相互耦合情况下的自旋稳定性问题 .采用Galerkin方法建立液体受迫振动的离散动力学方程 ,并对液体自由振动的特征问题建立了有限元数值计算方法 .由系统的动量方程、动量矩方程和液体受迫振动方程建立刚 -液耦合系统的姿态动力学方程 ,并由 Kelvin定理给出了充液航天器的自旋稳定性判据 .通过有限元分析 ,消去稳定性判据中的液体晃动特征模态矩阵 ,从而得到稳定性判据与充液腔体无关而仅与液体自由面有关的结论 .稳定性判据适用于带任意形状的轴对称充液腔的自旋航天器系统 . 展开更多

关键词 航天器动力学 液体晃动 自旋稳定性

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微重力落塔实验中的流体行为仿真与分析 被引量：3

13

作者 苗楠 王菁 +2 位作者 刘战合 李国举 张昕喆 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1763-1769,I0026,I0027,共9页

为提高实验结果准确性,本文对典型微重力落塔实验中的流体行为进行仿真验证和对比分析。首先,对典型自由下落式落塔实验全过程中的流体贮箱运动规律进行了分析和设计。然后,基于相似理论对缩比模型流体实验进行了设计和数值仿真验证,并... 为提高实验结果准确性,本文对典型微重力落塔实验中的流体行为进行仿真验证和对比分析。首先,对典型自由下落式落塔实验全过程中的流体贮箱运动规律进行了分析和设计。然后,基于相似理论对缩比模型流体实验进行了设计和数值仿真验证,并以静液面生成和液体重定位过程为例,分析了落塔微重力初始状态的影响。模型间及模型与实验的对比结果验证了落塔实验和缩比模型流体实验设计及本文所采用仿真方法的有效性和准确性。对比分析表明:三组模型在液体形态和质心相对高度上吻合度较高;落塔缩比模型中微重力初始状态对静液面生成和液体重定位过程均有所影响,但影响随时间有减小趋势或可通过实验参数调整进行补偿。相关结论可为落塔流体实验设计提供重要参考。 展开更多

关键词 微重力 落塔 缩比模型 相似理论 液体晃动

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带自由面充液航天器的自旋稳定性分析 被引量：2

14

作者 包光伟 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第12期64-68,共5页

研究充液航天器在液体晃动、航天器平动和摆动相互耦合情况下的自旋稳定性问题．采用Ｇａｌｅｒｋｉｎ方法建立液体受迫振动的离散的动力学方程，并对液体自由振动的特征问题建立了有限元数值计算方法．由系统的动量方程、动量矩方程和... 研究充液航天器在液体晃动、航天器平动和摆动相互耦合情况下的自旋稳定性问题．采用Ｇａｌｅｒｋｉｎ方法建立液体受迫振动的离散的动力学方程，并对液体自由振动的特征问题建立了有限元数值计算方法．由系统的动量方程、动量矩方程和液体受迫振动方程建立起刚－液耦合系统的姿态动力学方程，并由Ｋｅｌｖｉｎ定理，给出了充液航天器的自旋稳定性判据．最后以圆柱腔为例，分析了充液航天器自旋稳定性的结果． 展开更多

关键词 航天器 动力学 液体晃动 自旋稳定性 充液航天器

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带多个充液贮箱航天器的自旋稳定性 被引量：1

15

作者 包光伟 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2000年第1期74-80,共7页

本文研究带多个充液贮箱航天器的自旋稳定性问题，考虑了刚体相对于系统质心的平动、姿态、液体晃动三者的相互耦合作用，通过建立离散系统的动力学方程，导出了系统的自旋稳定性判据．

关键词 航天器 姿态动力学 自旋稳定性 充液贮箱

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充液系统动力学问题

16

作者 程绪铎 易明芳 吴磊 《安庆师范学院学报（自然科学版）》 2002年第4期20-22,51,共4页

充液航天器内部液体晃动及其对控制系统的影响,是当前国内外航天高科技研究的重要课题,也是一个比较复杂的问题。本文首先由力学变分原理导出充液系统的状态方程,其次分析了充液系统的稳定性,简述了在微重条件下充液航天器内部液体晃动... 充液航天器内部液体晃动及其对控制系统的影响,是当前国内外航天高科技研究的重要课题,也是一个比较复杂的问题。本文首先由力学变分原理导出充液系统的状态方程,其次分析了充液系统的稳定性,简述了在微重条件下充液航天器内部液体晃动的动力学特性。 展开更多

关键词 动力学 微重 充液系统 液体晃动 力学变分原理 航天器 稳定性

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自旋液体晃动研究

17

作者 包光伟 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 1995年第1期104-109,共6页

对旋转对称中心贮箱内的自旋液体晃动问题，提出了一个直接对Ｅｕｌｅｒ方程进行Ｇａｌｅｒｋｉｎ离散的近似方法，并分析了方法的近似性。

关键词 航天器 液体晃动 充液贮箱 自旋 姿态动力学

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液体自由晃动的数值分析

18

作者 包光伟 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1995年第3期63-66,共4页

本文对常重条件下自旋容器内液体的对称和任意阶反对称晃动建立了边界元算法，引入了两种调和函数以确定边界元系数矩阵的主对角元，并且提出了一种对计算机程序的正确性和数值解近似程度的考核方法。

关键词 航天器动力学 液体晃动 边界元方法

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微重力下球形容器内液体晃动的模态分析

19

作者 李云翔 于益华 《湖南城市学院学报（自然科学版）》 CAS 2007年第1期29-30,共2页

通过对微重力下球形容器内液体晃动的力学模型进行分析,将其模态函数用高斯超几何级数表示出来,然后对自由振动和受迫振动2种情形给出了速度势函数和液体表面位移函数关于所选择模态的数学表达式．

关键词 模态分析 液体晃动 微重力

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液体大幅晃动类等效力学模型研究 被引量：29

20

作者 邓明乐 岳宝增 黄华 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期631-638,共8页

基于液体大幅晃动等效力学模型研究充液航天器动力学与控制问题。首先,发展并完善了模拟液体大幅晃动的运动脉动球模型(MPBM),结合已有的液体大幅晃动运动规律和分析结论对MPBM的法向力的计算方法进行了改进;通过数值仿真结果与已有试... 基于液体大幅晃动等效力学模型研究充液航天器动力学与控制问题。首先,发展并完善了模拟液体大幅晃动的运动脉动球模型(MPBM),结合已有的液体大幅晃动运动规律和分析结论对MPBM的法向力的计算方法进行了改进;通过数值仿真结果与已有试验结果的对比证明了以上改进工作的有效性。然后,基于MPBM建立了携带多个充液储箱的航天器动力学模型,针对携带四个储箱的充液航天器进行姿态机动控制研究。研究结果表明,四个充液储箱的三种可能的空间布局对航天器姿态机动过程中的角速度、液体晃动力矩和控制力矩将产生不同的影响;此外,还研究了液体大幅晃动等效力学模型中液体晃动阻尼因素对航天器姿态机动控制的影响。 展开更多

关键词 运动脉动球模型(MPBM) 充液航天器 液体大幅晃动 多储箱 姿态控制

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