多孔挡板影响液体晃荡冲击压力特征的研究

船舶波浪中航行激励液舱内液体晃荡产生的激振力会导致液舱结构局部失效,从而影响船舶运动姿态,而多孔挡板可以有效避免该问题。构建了大振幅水平激励试验平台以探讨冲击压力对频率的响应规律,分析了多孔挡板在不同激励频率下冲击压力的时域和频域特征,并从挡板结构和涡旋强度方面解释冲击压力特征产生差异的原因。结果表明,大振幅激励下的波浪翻卷、破碎等非线性特征会导致共振频率偏离固有频率;多孔挡板能够降低液体晃荡冲击压力的峰值与峰宽,且在一阶固有频率处压力峰值降低率更显著;多孔挡板不改变幅频中的主频成分,时频谱中仅有能量较低的低频成分;多孔挡板的固体结构阻碍行进波中大部分流体运动,剩余小部分流体通过孔隙会产生涡旋运动,从而耗散能量,减缓流体对液舱壁面的冲击。     

变工况下车辆燃油箱多孔挡板抑浪机理研究

车辆的变加速度工况会导致燃油剧烈晃动,发生供给中断甚至损坏燃油箱结构等现象。采用基于动网格耦合VOF的数值模拟方法和构建的水平激励试验平台,从数值与试验两个方面来分析燃油晃动过程。以某重载商用车辆燃油箱内多孔挡板为例,系统分析该挡板抑制燃油晃动的效果,探讨了多孔挡板抑浪的机理。研究结果表明：多孔挡板能够显著减小壁面压力、自由液面高度及液面轮廓起伏;燃油箱运动瞬间,挡板壁面出现瞬态局部高压,但对挡板结构的疲劳损坏程度较低;多孔挡板的孔隙将未被挡板实体部分阻碍的小部分流体分割成多股射流,急剧减缓行进波传递;多孔挡板附近流场产生涡旋,涡旋聚集和耗散能量,降低流体运动速度,达到抑制燃油剧烈晃动的目的。