罐式汽車(chē)液體晃動(dòng)力學(xué)及其抑制研究.pdf

1、充液系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)在實(shí)際工程結(jié)構(gòu)分析中得到廣泛應(yīng)用,尤其液體晃動(dòng)及其抑制問(wèn)題,是當(dāng)前國(guó)際上研究的的前沿課題。液體晃動(dòng)是一種復(fù)雜的、強(qiáng)非線(xiàn)性問(wèn)題,而非滿(mǎn)載液體貨物的汽車(chē)方向穩(wěn)定極限比那些常規(guī)運(yùn)載剛性貨物的汽車(chē)方向穩(wěn)定極限要低,這是因?yàn)楣奘狡?chē)在操作轉(zhuǎn)向盤(pán)時(shí),罐體內(nèi)液體受慣性力作用而產(chǎn)生大幅晃動(dòng),使得汽車(chē)系統(tǒng)也產(chǎn)生一個(gè)相當(dāng)大的動(dòng)態(tài)載荷變化,從而影響到汽車(chē)的方向穩(wěn)定性,使之處于惡劣工況。一旦罐式汽車(chē)運(yùn)載危險(xiǎn)品時(shí),這無(wú)疑會(huì)給公路交通安全和環(huán)境污染帶

2、來(lái)難以估計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)。
　　 多年來(lái),液體晃動(dòng)的研究取得了豐富的理論和實(shí)驗(yàn)成果。鑒于理論研究進(jìn)行了模型的簡(jiǎn)化而實(shí)驗(yàn)研究費(fèi)用又十分高昂,本文利用VOF數(shù)值方法實(shí)現(xiàn)了罐式汽車(chē)在制動(dòng)、轉(zhuǎn)向時(shí),罐體內(nèi)液體晃動(dòng)時(shí)的動(dòng)態(tài)模擬,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了罐式汽車(chē)液體晃動(dòng)力學(xué)及其抑制的研究。
　　 首先,針對(duì)所研究的罐車(chē)車(chē)型進(jìn)行實(shí)車(chē)測(cè)繪,得出必要的尺寸參數(shù),并繪畫(huà)出AutoCAD二維草圖,包括罐車(chē)側(cè)視圖、后視圖以及隔艙板、防波板等重要部件的設(shè)計(jì)圖；

3、接著在CATIA中構(gòu)建三維罐車(chē)“固.液”模型,并將模型導(dǎo)入Gambit中設(shè)定邊界條件并生成網(wǎng)格,再將網(wǎng)格文件導(dǎo)入Fluent進(jìn)行液體晃動(dòng)數(shù)值計(jì)算。其次,在充液動(dòng)力學(xué)方程的基礎(chǔ)上,本文給出了充液系統(tǒng)和液體晃動(dòng)的數(shù)學(xué)模型,并利用VOF數(shù)值方法建立帶有自由液面的粘性液體晃動(dòng)的計(jì)算模型,仿真結(jié)果表明,在罐式汽車(chē)制動(dòng)、轉(zhuǎn)向時(shí),罐體內(nèi)液體晃動(dòng)受到不同加速度、不同充液比以及有、無(wú)防波板的影響,并引起液體對(duì)罐體壁沖擊力大小和液體重心位置的不斷變化,從而