航天器充液贮箱的刚-弹-液耦合动力学变分原理研究

"刚-弹-液耦合动力学的功率型变分原理 (2013年)" 在航天工程中，液固耦合问题是一个重要的研究领域，特别是对于航天器充液贮箱的设计和分析。刚-弹-液耦合动力学涉及到固体（刚体）、弹性体和流体之间的相互作用，这种现象在航天器如火箭和卫星的液态燃料储存系统中尤为显著。2013年的一篇论文中，作者梁立孚、宋海燕和周平深入探讨了这个问题，提出了刚-弹-液耦合动力学的功率型变分原理。 该论文主要目标是解决航天器充液贮箱的液固耦合机理建模和大规模液固耦合模型计算的不足。传统的方法可能无法准确模拟复杂动态环境下的流体与结构的相互作用，而这篇论文则利用功能转换原理和能量守恒定律来建立新的理论框架。 功率型变分原理是一种在力学中广泛使用的工具，它基于系统功率的守恒，可以用来推导动力系统的运动方程。在刚-弹-液耦合系统中，这个原理可以帮助研究人员更精确地描述固体、液体和它们之间相互作用的动力学行为。论文中，作者推导了该原理的驻值条件，这些条件是确定动力系统基本方程的关键，有助于理解和预测系统的行为。 在处理边界条件时，一个特别的挑战在于弹-液边界处的耦合问题。正确处理无际边界条件是确保模型准确性的关键，因为这些边界通常涉及复杂的交互作用。作者在论文中提出了一种方法，合理地解决了这个问题，从而能够更好地模拟边界上的流固耦合作用。 此外，论文还对刚-弹-液耦合动力学的充液系统进行了分析，这种系统在航天器中非常常见。充液系统的动力学行为受到流体填充状态、容器几何形状、以及外部载荷等多种因素的影响，通过功率型变分原理，可以更有效地理解和控制这些因素，提高航天器设计的可靠性和效率。 这篇论文的工作不仅对于理解航天器液态燃料系统的行为具有重要意义，而且对其他领域的液固耦合问题也提供了有价值的理论支持。通过引入功率型变分原理，研究者们能够开发出更精确的数值模拟工具，这对工程设计和实验验证具有实际应用价值。 关键词：功率型变分原理；刚-弹-液耦合；耦合动力学；充液系统 该论文发表于2013年11月的《哈尔滨工程大学学报》第34卷第11期，是中国科学技术文献计量指标的A类文章，对于深入研究航天工程中的液固耦合问题具有很高的参考价值。