椭圆环形储液罐液体晃动响应解析研究

"水平激励下椭圆环形截面储液罐内液体的晃动响应 (2014年)" 这篇论文研究的是在水平外力作用下，椭圆环形截面储液罐内的液体晃动响应。研究的核心是液体动力学，特别是液体晃动时的动态行为。作者采用了速度势函数的分解方法来分析问题，将液体的速度势分为刚体速度势和摄动速度势两部分。 刚体速度势是指液体作为一个整体在晃动过程中产生的速度势，它满足椭圆环形边界条件，反映了储液罐对液体晃动的约束。而摄动速度势则通过自由晃动模态作为广义坐标系进行描述，这种表达方式允许研究人员更精确地捕捉液体内部的微小波动。 论文的关键步骤是将这两部分速度势代入到液体自由表面波条件中，利用自由晃动模态的正交完备性构建动力响应方程。通过求解这个方程，作者得到了液体晃动响应的解析解。这一解析解能够定量地描述液体在晃动过程中的波动特性。 计算结果与有限元模拟的结果进行了对比，两者的一致性证明了该解析解的准确性。论文的分析结果显示，当储液罐内的液体高度超过一定值后，液面晃动的波高响应不再受液体高度变化的影响，这为设计储液罐提供了重要的理论依据。同时，研究还揭示了液面晃动波高响应具有滞后性，这意味着液面的变化会滞后于外部激励。 关键词涉及的领域包括液体晃动响应、解析解、速度势、广义坐标和椭圆环形截面，这些都属于流体力学、结构动力学和机械工程的交叉领域。论文的分类号涵盖了土木工程、力学和化学工程，表明其研究内容广泛适用于多个科学和技术领域。 文献标志码"A"表明这是一篇原创性的研究论文，对于了解和预测椭圆环形截面储液罐在受迫晃动下的液体行为具有重要意义。该研究不仅有助于优化储液罐的设计，减少因液体晃动引起的潜在风险，也对提升相关工程的安全性和效率有着积极的贡献。