目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 工程中的流-固耦合問題 1
1.2 儲(chǔ)液系統(tǒng)流體晃動(dòng)控制研究 3
參考文獻(xiàn) 5
第2章 帶剛性隔板圓柱形儲(chǔ)液罐中流體晃動(dòng)特性研究 7
2.1 工程背景及研究現(xiàn)狀 7
2.2 線性微幅晃動(dòng)理論 8
2.3 流體子域法 10
2.4 帶單層剛性隔板圓柱形儲(chǔ)液罐中流體晃動(dòng)特性 11
2.4.1 基本方程 12
2.4.2 流體子域的劃分 12
2.4.3 速度勢函數(shù)的求解 13
2.4.4 特征方程 17
2.4.5 比較研究和收斂性研究 21
2.4.6 參數(shù)研究 23
2.5 帶多層剛性隔板圓柱形儲(chǔ)液罐中流體晃動(dòng)特性 27
2.5.1 基本模型和假設(shè) 27
2.5.2 流體子域的劃分 28
2.5.3 速度勢函數(shù)的求解 29
2.5.4 特征方程 33
2.5.5 收斂性研究及比較研究 37
2.5.6 參數(shù)研究 39
2.6 本章小結(jié) 43
參考文獻(xiàn) 44
第3章 水平激勵(lì)下帶剛性隔板圓柱形儲(chǔ)罐中流體晃動(dòng)響應(yīng) 45
3.1 工程背景及研究現(xiàn)狀 45
3.2 剛體速度勢 46
3.3 帶單層剛性隔板圓柱形儲(chǔ)液罐中流體晃動(dòng)響應(yīng) 47
3.3.1 基本模型和假設(shè) 47
3.3.2 運(yùn)動(dòng)邊界和初始條件 48
3.3.3 流體的攝動(dòng)速度勢 50
3.3.4 動(dòng)力響應(yīng)方程 52
3.3.5 水平簡諧激勵(lì)下的響應(yīng) 53
3.4 帶多層剛性隔板圓柱形儲(chǔ)液罐中流體晃動(dòng)響應(yīng) 57
3.4.1 基本模型和假設(shè) 57
3.4.2 動(dòng)邊界和初始條件 58
3.4.3 流體的攝動(dòng)速度勢函數(shù) 60
3.4.4 動(dòng)力響應(yīng)方程 61
3.4.5 比較研究 63
3.4.6 穩(wěn)態(tài)響應(yīng) 64
3.4.7 水平地震響應(yīng) 70
3.5 本章小結(jié) 73
參考文獻(xiàn) 73
第4章 帶多層剛性隔板儲(chǔ)液罐在俯仰激勵(lì)下的動(dòng)力響應(yīng) 75
4.1 工程背景及研究意義 75
4.2 基本方程 75
4.3 Stokes-Joukowski勢的求解 77
4.4 建立動(dòng)力響應(yīng)方程 81
4.5 方法驗(yàn)證 83
4.6 穩(wěn)態(tài)響應(yīng) 85
4.6.1 隔板參數(shù)的影響 85
4.6.2 俯仰激勵(lì)頻率對穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的影響 91
4.7 本章小結(jié) 92
參考文獻(xiàn) 93
第5章 帶彈性隔板或頂蓋圓柱形儲(chǔ)液罐的流-固耦合特性 94
5.1 工程背景及研究現(xiàn)狀 94
5.2 帶單層環(huán)形彈性隔板圓柱形儲(chǔ)液罐的流-固耦合特性 95
5.2.1 基本方程 95
5.2.2 環(huán)形隔板的濕模態(tài) 96
5.2.3 速度勢函數(shù)的求解 97
5.2.4 特征方程 100
5.2.5 算例分析 104
5.2.6 參數(shù)研究 107
5.3 帶多層環(huán)形彈性隔板圓柱形儲(chǔ)液罐的流-固耦合特性 109
5.3.1 基本方程 109
5.3.2 環(huán)形隔板的濕模態(tài) 111
5.3.3 速度勢函數(shù)的求解 112
5.3.4 特征方程 115
5.3.5 算例分析 117
5.3.6 參數(shù)研究 120
5.4 帶環(huán)形彈性頂蓋圓柱形儲(chǔ)液罐的流-固耦合特性 123
5.4.1 控制方程和邊界條件 123
5.4.2 彈性環(huán)形頂蓋的濕模態(tài) 125
5.4.3 速度勢函數(shù)的一般解 125
5.4.4 流-固耦合頻率的求解 127
5.4.5 算例分析 128
5.5 本章小結(jié) 129
參考文獻(xiàn) 130
第6章 水平激勵(lì)下帶彈性隔板圓柱形儲(chǔ)液罐的耦合動(dòng)力響應(yīng) 131
6.1 工程背景及研究現(xiàn)狀 131
6.2 水平激勵(lì)下帶單層彈性隔板儲(chǔ)液罐的耦合動(dòng)力響應(yīng) 132
6.2.1 物理模型 132
6.2.2 邊界條件和初始條件 133
6.2.3 流-固耦合模態(tài)正交性證明 134
6.2.4 耦合動(dòng)力響應(yīng)方程的建立 137
6.2.5 比較研究 138
6.2.6 穩(wěn)態(tài)響應(yīng)參數(shù)分析 140
6.3 水平激勵(lì)下帶多層彈性隔板圓柱形儲(chǔ)液罐的耦合動(dòng)力響應(yīng) 147
6.3.1 物理模型 147
6.3.2 邊界方程和初始條件 147
6.3.3 流-固耦合模態(tài)正交性證明 150
6.3.4 耦合動(dòng)力響應(yīng)方程的建立 152
6.3.5 比較研究 154
6.3.6 穩(wěn)態(tài)響應(yīng)參數(shù)分析 156
6.4 本章小結(jié) 165
參考文獻(xiàn) 165
第7章 帶環(huán)形隔板圓柱儲(chǔ)液罐中流體的非線性自由晃動(dòng) 166
7.1 工程背景及研究現(xiàn)狀 166
7.2 基本模型和問題描述 168
7.3 流體子域的劃分和速度勢函數(shù)的分解 169
7.4 等效變分的描述 171
7.5 無窮維模態(tài)系統(tǒng) 173
7.6 有限維模態(tài)系統(tǒng) 176
7.7 比較研究 184
7.8 參數(shù)分析 185
7.8.1 初始波高的影響 185
7.8.2 隔板位置的影響 187
7.8.3 隔板內(nèi)半徑的影響 188
7.9 本章小結(jié) 189
參考文獻(xiàn) 190
第8章 帶環(huán)形隔板圓柱儲(chǔ)液罐中流體的非線性受迫晃動(dòng) 192
8.1 工程背景及研究現(xiàn)狀 192
8.2 無窮模態(tài)系統(tǒng) 192
8.3 有限維模態(tài)系統(tǒng) 193
8.4 水平簡諧激勵(lì)下的瞬態(tài)響應(yīng) 194
8.4.1 激勵(lì)頻率的影響 195
8.4.2 隔板內(nèi)半徑的影響 196
8.4.3 隔板位置的影響 198
8.5 水平地震激勵(lì)下的瞬態(tài)響應(yīng) 199
8.5.1 隔板內(nèi)半徑的影響 199
8.5.2 隔板位置的影響 200
8.6 非平面運(yùn)動(dòng) 201
8.7 本章小結(jié) 205
參考文獻(xiàn) 205
第9章 帶防晃裝置儲(chǔ)液系統(tǒng)的等效力學(xué)模型 207
9.1 工程背景及研究現(xiàn)狀 207
9.2 帶單層隔板的儲(chǔ)液系統(tǒng)等效力學(xué)模型 208
9.2.1 等效力學(xué)模型的建立 208
9.2.2 等效模型參數(shù)的確定 210
9.2.3 水平地震激勵(lì)下的響應(yīng) 212
9.3 帶多層隔板的儲(chǔ)液系統(tǒng)等效力學(xué)模型 218
9.3.1 流體晃動(dòng)的等效力學(xué)模型 218
9.3.2 等效模型參數(shù)的確定 219
9.3.3 對流與脈沖響應(yīng) 223
9.3.4 模型應(yīng)用 226
9.4 考慮SSI效應(yīng)的帶多層隔板圓柱形儲(chǔ)罐的地震響應(yīng)分析 228
9.4.1 土體阻抗 228
9.4.2 土體阻抗的嵌套集總參數(shù)模型 229
9.4.3 土-罐-液-隔板耦合模型 231
9.4.4 土體對耦合系統(tǒng)動(dòng)力特性和地震響應(yīng)的影響 234
9.5 本章小結(jié) 237
參考文獻(xiàn) 238
附錄A 239
附錄B 242