Вестник ТюмГУ. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика.


Выпуск:

Выпуски архив. Вестник ТюмГУ. Физико-математические науки. Информатика (№7, 2014)

Название: 
Вынужденные колебания твердого тела с полостью, частично заполненной жидкостью


Об авторах:

Боталов Андрей Юрьевич, кандидат физико-математических наук, научный сотрудник, Тюменский филиал Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН; aybotalov@bk.ru

Родионов Сергей Павлович, доктор физико-математических наук, профессор, Тюменский государственный университет; заведующий лабораторией нефтегазовой механики, Тюменский филиал Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН; rodionovsp@bk.ru

Аннотация:

В работе рассматриваются вынужденные колебания твердого тела с одной степенью свободы, имеющего полость прямоугольной формы, частично заполненную вязкой жидкостью. В полости располагаются вставки в виде вертикальных решеток с различной относительной длиной пластин. Движение тела описывается линейным уравнением колебаний, движение жидкости в полости описывается нелинейными уравнениями Навье-Стокса. Исследуется как вихревое течение жидкости, возникающее при колебаниях сосуда с решетками, так и влияние полости с жидкостью на амплитуду колебаний твердого тела в установившемся режиме. Показано, что полость с жидкостью оказывает дополнительное демпфирующее воздействие на колебания тела, изменяя резонансные частоты системы тела с жидкостью, причем размещение в полости двух перегородок с определенной относительной длиной пластин увеличивает скорость диссипации энергии колебаний твердого тела по сравнению с рассмотренными случаями. Рассматривается случай конечной глубины, течение предполагается ламинарным, жидкость несжимаемая.

Список литературы:

1. Sun, L. Semi-analytical modeling of Tuned Liquid Damper (TLD) with emphasis on damping of liquid sloshing, Ph.D., University of Tokyo, 1991. 156 p.

2. Love, J.S., Tait M.J. Parametric depth ratio study on tuned liquid dampers: fluid modelling and experimental work // Computers & Fluids. 2013. Vol. 79. Pp. 13-26.

3. Krabbenhoft, J. Shallow water Tuned Liquid Damper: modelling, simulation and experiments. Ph.D. Technical University of Denmark, 2010. 124 p.

4. Gardarsson S., Yeh H., Reed D. Behavior of sloped-bottom Tuned Liquid Dampers // J. Eng. Mech. 2001. Vol. 127. Pp. 266-271.

5. Tait, M.J. Modelling and preliminary design of a structure-TLD system // Engineering Structures. 2008. Vol. 30. Pp. 2644–2655.

6. Maravani M., Hamed M. S. Numerical modeling of sloshing motion in a tuned liquid damper outfitted with a submerged slat screen // Int. J. Numer. Meth. Fluids. 2011. Vol. 65. Pp. 834-855.

7. Souli, M., Zolesio, J.P. Arbitrary Lagrangian-Eulerian and free surface methods in fluid mechanics // J. Comput. Methods Appl. Mech. Energ. 2001. Vol. 191. Pp. 451-466.

8. Кудинов П.И. Численное моделирование гидродинамики и теплообмена в задачах с конвективной неустойчивостью и неединственным решением: дисc. … канд. физ.-мат. наук. Днепропетровск, 1999. 229 с.

9. Thompson, Joe F., Warsi, Z.U.A., Mastin Wayne C. Numerical Grid Generation: Foundations and Applications. New York: Elsevier, 1985. 483 p.

10. Хайрер Э., Нерсетт С., Ваннер Г. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений. Нежесткие задачи: Пер. с англ. М.: Мир, 1990. 512 с.