水平激励下椭圆环形截面储液罐内液体的晃动响应.pdfVIP

第 36卷第4期 南 京 工 业 大 学 学 报 (自然 科 学 版) Vol_36No．4 2014年 7月 JOURNALOFNANJINGTECHUNIVERSITY (NaturalScienceEdition) July2014 doi：10．3969／j．issn．1671—7627．2014．04．016 水平激励下椭 圆环形截面储液罐内 液体 的晃动响应 秦 念 ，周 叮，刘伟庆，王佳栋 (南京工业大学 土木工程学院，江苏 南京 211800) 摘 要：将受迫晃动的液体速度势分解为刚体速度势和摄动速度势，分别得到满足椭圆环形边界条件的刚体速度 势及以自由晃动模态为广义坐标系的摄动速度势。将两者代入液体 自由表面波条件，通过 自由晃动模态的正交完 备性建立动力响应方程，求解得到液体晃动响应的解析解。计算结果与有限元结果非常吻合。分析结果表明：储 液罐 内液体超过一定高度后，液面晃动波高响应将不受液体高度变化的影响；液面晃动波高响应具有滞后性。 关键词：液体晃动响应；解析解；速度势；广义坐标：椭圆环形截面 中图分类号：TB126；0323；TQ053．2 文献标志码 ：A 文章编号：1671—7627(2014)04—0084—05 Liquidsloshingresponsein annularelliptical cross-section tank underlateralexcitation QINNian，ZHOUDing，LIUWeiqing，WANGJiadong (CollegeofCivilEngineering，NanjingTechUniversity，Nanjing211800，China) Abstract：A solutiontoliquidfreevibrationmodeswasintroduced．Thetotalvelocitypotentialfunctionof forcedvibrationwasconsideredasthesum ofrigidpartandliquidperturbedpart．Therigidpotential satisfiedtheellipticalboundaryconditionsandtheliquidperturbedpotentialexpressedbyrfeevibration modeswithgeneralizedcoordinatesweredeveloped．Thetwopartswerethanbroughtintofreesurfacewave conditionstosolvetheliquidfreevibrationresponsebyestablishingdynamicresponseequationaccording totheorthogonalityofrfeevibrationmodes．Calculationresultswereinagreementwith thoseobtainedby finiteelementmethod．Analyticalresultsshowedthatthesurfacesloshingresponseishysteretic；itisnot affectedbyliquidheightinatankbeyondacertainleve1． Keywords：liquidsloshingresponse；analyticalsolution；velocitypotential；generalizedcoordinate；annular ellipticalcross—section 储液系统 内液体晃动的问题一直受到关注。 用有限单元法计算了一个充液圆柱形罐在地震作 最早，由Hoskins等 完成了刚性储液罐的开创性 用下的应力和位移。