吉林大学学报(工学版) ›› 2017, Vol. 47 ›› Issue (3): 737-743.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201703007

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非满载罐体内液体冲击动力学特性

李显生1, 孟祥雨1, 郑雪莲1, 程竹青2, 任圆圆1   

  1. 1.吉林大学 交通学院,长春 130022;
    2.北京汽车股份有限公司 汽车研究院,北京 101300
  • 出版日期:2017-05-20 发布日期:2017-05-20
  • 通讯作者: 郑雪莲(1987-),女,讲师,博士.研究方向:车辆行驶可靠性与安全技术.E-mail:zhengxuelian@jlu.edu.cn
  • 作者简介:李显生(1965-),男,教授,博士生导师.研究方向:车辆行驶可靠性与安全技术.E-mail:lixs@jlu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(51375200)

Dynamic characteristics of liquid sloshing in partially-filled tank

LI Xian-sheng1, MENG Xiang-yu1, ZHENG Xue-lian1, CHENG Zhu-qing2, REN Yuan-yuan1   

  1. 1.College of Transportation, Jilin University, Changchun 130022, China;
    2.R&D Center,BAIC Motor Co., Ltd.,Beijing 101300,China
  • Online:2017-05-20 Published:2017-05-20

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摘要： 为了解汽车罐车的行驶稳定性、探索有效的行驶稳定性控制策略,对圆形和椭圆形横截面罐体内的液体冲击进行了仿真模拟,并借助时域和频域分析了非满载罐体内液体冲击的动力学特性。结果表明:液体冲击在时域内呈周期性;其奇数阶振荡模态是非对称波,会使液体质心发生位移,而偶数阶振荡模态是对称波,不会使液体质心发生位移。而且,一阶共振频率是液体冲击的主导频率。充液比和外界激励是影响液体冲击动力学特性的主要因素。当充液比一定时,外界激励的增加使液体冲击的非线性增强、冲击力增大;当外界激励一定时,充液比的增大也会使液体冲击的非线性增强。

关键词: 交通运输安全工程, 汽车罐车, 液体冲击, 时域和频域分析, 动力学特性

Abstract: In order to understand the handling stability of tanker and explore effective stability control strategy, the liquid sloshing in partially-filled tanks with circular or elliptical cross-section is simulated using FLUENT, and the corresponding parameters are recorded. Then, the recorded data are processed in time and frequency domains. It is discovered that liquid sloshing presents periodic characteristics. The odd oscillation modes have asymmetrical waves, which contribute to the moving of the gravity center of liquid. Besides, the first oscillation mode contributes most to the moving of the gravity center. At the same time, the even oscillation modes have symmetrical waves, which do not contribute to the moving of the gravity center of liquid. It is also found that the filling percentage of liquid and external excitation are the main factors. The growth of the external excitation increases the nonlinear feature of liquid sloshing. Also, the growth of the liquid filling level also increases the nonlinear characteristics of liquid sloshing.

Key words: engineering of communications and transportation safety, tank vehicles, liquid sloshing, time domain and frequency domain analysis, dynamic characteristics

中图分类号: 

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