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隔板防晃理论及其应用
作者：周叮 著
出版社：科学出版社
出版时间：2020-06-01
ISBN：9787030639806
定价：¥129.00
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内容简介
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。
作者简介
暂缺《隔板防晃理论及其应用》作者简介
目录
目录
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
4.3 Stokes-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A 239
附录B 242
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
4.3 Stokes-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A 239
附录B 242
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