带两个不同半径环形刚性隔板的圆柱形储液罐内流体晃动特性研究

曹占雪，王佳栋，温国正

（江苏大学 土木工程与力学学院，江苏 镇江 212013）

流体晃动是指部分充液的储液罐在外部激励作用下内部流体产生运动的现象。在实际工程中流体晃动产生的液动压力作用于结构，对其产生不可忽略的影响，例如唐山大地震中流体晃动使罐壁与底板之间的角焊处发生断裂破坏从而导致储油的泄露[1]，Tokachi-oki地震中流体晃动使储液罐浮顶下沉从而引发火灾[2]等。在工程上通常采用隔板降低流体晃动的幅度，从而减小了流体晃动对结构的影响；在理论上为获得流体晃动的各阶模态并服务于后续的动力学分析，有必要进行流体晃动的特性研究，因此研究储液罐中的流体晃动特性具有一定的工程应用和理论价值。

通过模态分析主要可获得储液系统的固有频率和各阶阵型，通过模态分析可以避免激励频率和储液系统的固有频率发生共振，从而为在工程上的应用提供依据。目前已有许多文献研究了隔板对流体晃动的影响，其中就包括模态分析，并已取得了丰硕的理论成果。Chu 等[3]研究了多个相同隔板条件下的流体晃动问题，发现系统的固有频率随着隔板上方的有效水深的变化而变化。Ebrahimian 等[4]用边界元法获得了轴对称储液系统的固有频率和振型，其研究表明隔板的位置对固有频率的影响更大。Wang等[5]对带有单个或多个相同隔板的环形储液系统进行了研究，发现隔板的位置主要对第1 阶模态的影响比较大。……