带隔板的二维矩形液舱晃荡特性研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文带隔板的二维矩形液舱晃荡特性研究硕士研究生：王婧涵指导教师：吴国雄教授学科、专业：船舶与海洋结构物设计制造论文主审人：郑兴副教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文带隔板的二维矩形液舱晃荡特性研究硕士研究生：王婧涵指导教师：吴国雄教授学位级别：工学硕士学科、专业：船舶与海洋结构物设计制造所在单位：船舶工程学院论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADiss

2、ertationfortheDegreeofM.EngStudyonLiquidSloshingCharacteristicsofTwo-dimensionalRectangularTankwithaVerticalBaffleCandidate:WangJinghanSupervisor:Prof.GuoxiongWuAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:DesignandConstructionofNavalArchitectureandOceanS

3、tructureDateofSubmission:January,2018DateofOralExamination:March,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

4、本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用

5、本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日带隔板的二维矩形液舱晃荡特性研究摘要液舱晃荡对于液化天然气船(LNG)、油矿组合船(OBO)、散货船以及在海上油轮、液态运载火箭等液体运输系统而言极为重要。液体晃荡与各种实际应用和工程问题有关，如船桥液舱的运动，飞行过程中液体燃料在飞机上的运动，以及大型储液罐在地震作用下的响应等。若外激励周期接近或等于舱内液体的固有周期，则液舱内的液体运动可能会被高度放大，大幅度的液

6、体晃荡会导致固体结构上产生比较高的局部压力以及大的总力，可能是使结构不稳定性的直接原因，甚至导致整个系统产生致命破裂，对生命造成威胁。同时，对液舱晃荡特性的研究也会有助于结构的优化设计。底部带隔板的矩形液舱是常见的装载液体的结构，研究底部带隔板的矩形液舱晃荡问题具有重要的实际工程意义。本文基于线性势流理论，应用分离变量法研究了在外激励的作用下二维带隔板的矩形液舱的液舱晃荡问题。通过将矩形液舱流域划分为各个子流域，利用分离变量法求解Laplace控制方程，结合不同流域对应不同的物面条件和底部条件，得到各子流域的速度势含有未知

7、系数的级数解，最后根据线性自由面条件、法向速度连续性和压力连续性以及对无穷级数进行截断处理，从而建立线性方程组和求解表达式中的未知系数。通过求解过程中的恒等关系，验证解析求解过程的正确性，本文将计算的液舱运动响应结果与其他学者的计算结果进行对比，分析其异同，并验证了本文解析方法的准确和可靠性。本文第二章中的隔板固定在液舱底部的中部，液舱进行微幅往复平动，重点研究液舱的隔板高度、位置和液舱内液体共振频率的关系，外激励频率对波型的影响，以及研究通过改变隔板高度和位置达到抑制自由液面升高的机理。第三章在第二章研究的基础上，强迫隔

8、板进行微幅摆动，应用线性叠加原理，通过改变隔板强迫运动的初相位角和最大摆角，达到抑制波面升高的目的。第四章中的隔板进行自由摆动，基于牛顿第二定律，求解隔板自由运动时的角速度，计算隔板自由摆动产生的运动响应，研究隔板自由运动对液舱晃荡的影响。关键词：线性势流理论；分离变量法；液舱晃荡；共振频率带隔板的二维