●目錄
前言
章 緒論 1
1.1 工程中的流-固耦合問題 1
1.2 儲液繫統流體晃動控制研究 3
參考文獻 5
第2章 帶剛性隔板圓柱形儲液罐中流體晃動特性研究 7
2.1 工程背景及研究現狀 7
2.2 線性微幅晃動理論 8
2.3 流體子域法 10
2.4 帶單層剛性隔板圓柱形儲液罐中流體晃動特性 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 參數研究 23
2.5 帶多層剛性隔板圓柱形儲液罐中流體晃動特性 27
2.5.1 基本模型和假設 27
2.5.2 流體子域的劃分 28
2.5.3 速度勢函數的求解 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 參數研究 39
2.6 本章小結 43
參考文獻 44
第3章 水平激勵下帶剛性隔板圓柱形儲罐中流體晃動響應 45
3.1 工程背景及研究現狀 45
3.2 剛體速度勢 46
3.3 帶單層剛性隔板圓柱形儲液罐中流體晃動響應 47
3.3.1 基本模型和假設 47
3.3.2 運動邊界和初始條件 48
3.3.3 流體的攝動速度勢 50
3.3.4 動力響應方程 52
3.3.5 水平簡諧激勵下的響應 53
3.4 帶多層剛性隔板圓柱形儲液罐中流體晃動響應 57
3.4.1 基本模型和假設 57
3.4.2 動邊界和初始條件 58
3.4.3 流體的攝動速度勢函數 60
3.4.4 動力響應方程 61
3.4.5 比較研究 63
3.4.6 穩態響應 64
3.4.7 水平地震響應 70
3.5 本章小結 73
參考文獻 73
第4章 帶多層剛性隔板儲液罐在俯仰激勵下的動力響應 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 建立動力響應方程 81
4.5 方法驗證 83
4.6 穩態響應 85
4.6.1 隔板參數的影響 85
4.6.2 俯仰激勵頻率對穩態響應的影響 91
4.7 本章小結 92
參考文獻 93
第5章 帶彈性隔板或頂蓋圓柱形儲液罐的流-固耦合特性 94
5.1 工程背景及研究現狀 94
5.2 帶單層環形彈性隔板圓柱形儲液罐的流-固耦合特性 95
5.2.1 基本方程 95
5.2.2 環形隔板的濕模態 96
5.2.3 速度勢函數的求解 97
5.2.4 特征方程 100
5.2.5 算例分析 104
5.2.6 參數研究 107
5.3 帶多層環形彈性隔板圓柱形儲液罐的流-固耦合特性 109
5.3.1 基本方程 109
5.3.2 環形隔板的濕模態 111
5.3.3 速度勢函數的求解 112
5.3.4 特征方程 115
5.3.5 算例分析 117
5.3.6 參數研究 120
5.4 帶環形彈性頂蓋圓柱形儲液罐的流-固耦合特性 123
5.4.1 控制方程和邊界條件 123
5.4.2 彈性環形頂蓋的濕模態 125
5.4.3 速度勢函數的一般解 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 129
參考文獻 130
第6章 水平激勵下帶彈性隔板圓柱形儲液罐的耦合動力響應 131
6.1 工程背景及研究現狀 131
6.2 水平激勵下帶單層彈性隔板儲液罐的耦合動力響應 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-固耦合模態正交性證明 134
6.2.4 耦合動力響應方程的建立 137
6.2.5 比較研究 138
6.2.6 穩態響應參數分析 140
6.3 水平激勵下帶多層彈性隔板圓柱形儲液罐的耦合動力響應 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-固耦合模態正交性證明 150
6.3.4 耦合動力響應方程的建立 152
6.3.5 比較研究 154
6.3.6 穩態響應參數分析 156
6.4 本章小結 165
參考文獻 165
第7章 帶環形隔板圓柱儲液罐中流體的非線性自由晃動 166
7.1 工程背景及研究現狀 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的分解 169
7.4 等效變分的描述 171
7.5 無窮維模態繫統 173
7.6 有限維模態繫統 176
7.7 比較研究 184
7.8 參數分析 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 隔板內半徑的影響 188
7.9 本章小結 189
參考文獻 190
第8章 帶環形隔板圓柱儲液罐中流體的非線性受迫晃動 192
8.1 工程背景及研究現狀 192
8.2 無窮模態繫統 192
8.3 有限維模態繫統 193
8.4 水平簡諧激勵下的瞬態響應 194
8.4.1 激勵頻率的影響 195
8.4.2 隔板內半徑的影響 196
8.4.3 隔板位置的影響 198
8.5 水平地震激勵下的瞬態響應 199
8.5.1 隔板內半徑的影響 199
8.5.2 隔板位置的影響 200
8.6 非平面運動 201
8.7 本章小結 205
參考文獻 205
第9章 帶防晃裝置儲液繫統的等效力學模型 207
9.1 工程背景及研究現狀 207
9.2 帶單層隔板的儲液繫統等效力學模型 208
9.2.1 等效力學模型的建立 208
9.2.2 等效模型參數的確定 210
9.2.3 水平地震激勵下的響應 212
9.3 帶多層隔板的儲液繫統等效力學模型 218
9.3.1 流體晃動的等效力學模型 218
9.3.2 等效模型參數的確定 219
9.3.3 對流與脈衝響應 223
9.3.4 模型應用 226
9.4 考慮SSI效應的帶多層隔板圓柱形儲罐的地震響應分析 228
9.4.1 土體阻抗 228
9.4.2 土體阻抗的嵌套集總參數模型 229
9.4.3 土-罐-液-隔板耦合模型 231
9.4.4 土體對耦合繫統動力特性和地震響應的影響 234
9.5 本章小結 237
參考文獻 238
附錄A 239
附錄B 242
內容簡介
儲液繫統廣泛應用於土木建築、能源儲運、航空航天等領域。在外部激勵的作用下，儲液繫統中的流體將發生晃動，由流體晃動所產生的液動壓力作用於儲液結構，對儲液結構產生不可忽略的作用。這種作用有積極的一面，調頻液體阻尼器產生的晃動力可以抵消地震力；同時也有消極的一面，大型立式儲油罐中流體的晃動力會導致罐體的破壞。目前隔板是控制流體晃動主要裝置，本書基於流體子域法建立了帶隔板的儲液繫統的半解析模型，基於該模型研究了帶隔板的儲液繫統的頻率及模態。在此基礎上，研究了水平與俯仰激勵下隔板對儲液繫統動力響應的影響，基於Matlab全局優化工具對帶多隔板的儲液繫統進行優化設計。除此之外本書還研究了帶隔板儲液繫統的等效力學模型，研究了考慮土與結構相互作用的帶隔板的大型立式儲液罐的地震響應分析。本書介紹多維模態理論，基於該理論將流體子域法拓展到流體的非線性晃動領域，研究了帶晃動控制裝置的儲液繫統中流體的大幅晃動問題......
