隔板防晃理论及其应用

储液罐广泛应用于能源储运、土木建筑、航空航天等领域。在外部激励作用下，储液罐内的流体将发生晃动，流体晃动所产生的液动压力作用于储液的壁面，对储液结构的安全性产生不可忽视的影响。加装隔板装置是控制流体晃动的一个重要途径，本书基于流体子域法建立了带隔板储液罐的解析、半解析模型，分析了隔板对储液罐频率及模态的影响，研究了水平与俯仰激励下带隔板储液罐的动力响应。基于多维模态理论探讨了储液罐中流体非线性大幅晃动的隔板控制机理。本书最后还建立了带隔板储液罐的等效力学模型，分析了考虑土与结构动力相互作用的带隔板储液罐的动力响应。

前言
第1章绪论1
1.1工程中的流-固耦合问题1
1.2储液系统流体晃动控制研究3
参考文献5
第2章带刚性隔板圆柱形储液罐中流体晃动特性研究7
2.1工程背景及研究现状7
2.2线性微幅晃动理论8
2.3流体子域法10
2.4带单层刚性隔板圆柱形储液罐中流体晃动特性11
2.4.1基本方程12
2.4.2流体子域的划分12
2.4.3速度势函数的求解13
2.4.4特征方程17
2.4.5比较研究和收敛性研究21
2.4.6参数研究23
2.5带多层刚性隔板圆柱形储液罐中流体晃动特性27
2.5.1基本模型和假设27
2.5.2流体子域的划分28
2.5.3速度势函数的求解29
2.5.4特征方程33
2.5.5收敛性研究及比较研究37
2.5.6参数研究39
2.6本章小结43
参考文献44
第3章水平激励下带刚性隔板圆柱形储罐中流体晃动响应45
3.1工程背景及研究现状45
3.2刚体速度势46
3.3带单层刚性隔板圆柱形储液罐中流体晃动响应47
3.3.1基本模型和假设47
3.3.2运动边界和初始条件48
3.3.3流体的摄动速度势50
3.3.4动力响应方程52
3.3.5水平简谐激励下的响应53
3.4带多层刚性隔板圆柱形储液罐中流体晃动响应57
3.4.1基本模型和假设57
3.4.2动边界和初始条件58
3.4.3流体的摄动速度势函数60
3.4.4动力响应方程61
3.4.5比较研究63
3.4.6稳态响应64
3.4.7水平地震响应70
3.5本章小结73
参考文献73
第4章带多层刚性隔板储液罐在俯仰激励下的动力响应75
4.1工程背景及研究意义75
4.2基本方程75
4.3Stokes-Joukowski势的求解77
4.4建立动力响应方程81
4.5方法验证83
4.6稳态响应85
4.6.1隔板参数的影响85
4.6.2俯仰激励频率对稳态响应的影响91
4.7本章小结92
参考文献93
第5章带弹性隔板或顶盖圆柱形储液罐的流-固耦合特性94
5.1工程背景及研究现状94
5.2带单层环形弹性隔板圆柱形储液罐的流-固耦合特性95
5.2.1基本方程95
5.2.2环形隔板的湿模态96
5.2.3速度势函数的求解97
5.2.4特征方程100
5.2.5算例分析104
5.2.6参数研究107
5.3带多层环形弹性隔板圆柱形储液罐的流-固耦合特性109
5.3.1基本方程109
5.3.2环形隔板的湿模态111
5.3.3速度势函数的求解112
5.3.4特征方程115
5.3.5算例分析117
5.3.6参数研究120
5.4带环形弹性顶盖圆柱形储液罐的流-固耦合特性123
5.4.1控制方程和边界条件123
5.4.2弹性环形顶盖的湿模态125
5.4.3速度势函数的一般解125
5.4.4流-固耦合频率的求解127
5.4.5算例分析128
5.5本章小结129
参考文献130
第6章水平激励下带弹性隔板圆柱形储液罐的耦合动力响应131
6.1工程背景及研究现状131
6.2水平激励下带单层弹性隔板储液罐的耦合动力响应132
6.2.1物理模型132
6.2.2边界条件和初始条件133
6.2.3流-固耦合模态正交性证明134
6.2.4耦合动力响应方程的建立137
6.2.5比较研究138
6.2.6稳态响应参数分析140
6.3水平激励下带多层弹性隔板圆柱形储液罐的耦合动力响应147
6.3.1物理模型147
6.3.2边界方程和初始条件147
6.3.3流-固耦合模态正交性证明150
6.3.4耦合动力响应方程的建立152
6.3.5比较研究154
6.3.6稳态响应参数分析156
6.4本章小结165
参考文献165
第7章带环形隔板圆柱储液罐中流体的非线性自由晃动166
7.1工程背景及研究现状166
7.2基本模型和问题描述168
7.3流体子域的划分和速度势函数的分解169
7.4等效变分的描述171
7.5无穷维模态系统173
7.6有限维模态系统176
7.7比较研究184
7.8参数分析185
7.8.1初始波高的影响185
7.8.2隔板位置的影响187
7.8.3隔板内半径的影响188
7.9本章小结189
参考文献190
第8章带环形隔板圆柱储液罐中流体的非线性受迫晃动192
8.1工程背景及研究现状192
8.2无穷模态系统192
8.3有限维模态系统193
8.4水平简谐激励下的瞬态响应194
8.4.1激励频率的影响195
8.4.2隔板内半径的影响196
8.4.3隔板位置的影响198
8.5水平地震激励下的瞬态响应199
8.5.1隔板内半径的影响199
8.5.2隔板位置的影响200
8.6非平面运动201
8.7本章小结205
参考文献205
第9章带防晃装置储液系统的等效力学模型207
9.1工程背景及研究现状207
9.2带单层隔板的储液系统等效力学模型208
9.2.1等效力学模型的建立208
9.2.2等效模型参数的确定210
9.2.3水平地震激励下的响应212
9.3带多层隔板的储液系统等效力学模型218
9.3.1流体晃动的等效力学模型218
9.3.2等效模型参数的确定219
9.3.3对流与脉冲响应223
9.3.4模型应用226
9.4考虑SSI效应的带多层隔板圆柱形储罐的地震响应分析228
9.4.1土体阻抗228
9.4.2土体阻抗的嵌套集总参数模型229
9.4.3土-罐-液-隔板耦合模型231
9.4.4土体对耦合系统动力特性和地震响应的影响234
9.5本章小结237
参考文献238
附录A239
附录B242