罐式汽車液體晃動力學及其抑制研究.pdf

1、充液系統(tǒng)動力學在實際工程結(jié)構(gòu)分析中得到廣泛應(yīng)用,尤其液體晃動及其抑制問題,是當前國際上研究的的前沿課題。液體晃動是一種復雜的、強非線性問題,而非滿載液體貨物的汽車方向穩(wěn)定極限比那些常規(guī)運載剛性貨物的汽車方向穩(wěn)定極限要低,這是因為罐式汽車在操作轉(zhuǎn)向盤時,罐體內(nèi)液體受慣性力作用而產(chǎn)生大幅晃動,使得汽車系統(tǒng)也產(chǎn)生一個相當大的動態(tài)載荷變化,從而影響到汽車的方向穩(wěn)定性,使之處于惡劣工況。一旦罐式汽車運載危險品時,這無疑會給公路交通安全和環(huán)境污染帶

2、來難以估計的風險。
　　 多年來,液體晃動的研究取得了豐富的理論和實驗成果。鑒于理論研究進行了模型的簡化而實驗研究費用又十分高昂,本文利用VOF數(shù)值方法實現(xiàn)了罐式汽車在制動、轉(zhuǎn)向時,罐體內(nèi)液體晃動時的動態(tài)模擬,并在此基礎(chǔ)上進行了罐式汽車液體晃動力學及其抑制的研究。
　　 首先,針對所研究的罐車車型進行實車測繪,得出必要的尺寸參數(shù),并繪畫出AutoCAD二維草圖,包括罐車側(cè)視圖、后視圖以及隔艙板、防波板等重要部件的設(shè)計圖；

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