带有可转动型叶片的液体防晃贮箱及防晃方法

摘要

带有可转动型叶片的液体防晃贮箱及防晃方法。贮箱内液体的晃动对贮箱产生的晃动力、晃动力矩影响系统动力学，影响运动系统的稳定性，磨损、损伤贮箱的内部结构，导致贮箱结构强度降低甚至破坏，因此如何通过结构设计降低液体在不同外加激励下的晃动，分析贮箱中液体晃动动力学特性是十分必要的。常用的液体防晃结构为各种类型的防晃挡板，都与贮箱固联在一起。本发明的组成包括：矩形贮箱（1），所述的贮箱内安装有一组平行的型叶片（2），所述的型叶片的转动轴（3）与所述的贮箱壁连接，所述的型叶片铰接在所述的转动轴上。本发明用于贮箱内液体的防晃。

主权项

一种带有可转动十字型叶片的液体防晃贮箱的防晃方法，其特征是: 选择十字型叶片的转轴为轴建立动坐标系，令面平行于平衡状态时的自由液面，设时刻叶片与面的夹角为，为自由液面，叶片与自由液面的相交线与面的交点为，叶片的边界线与面的交点为，叶片的长为，厚度可以忽略，叶片相对轴的转动惯量为，假设叶片转动或摆动的角速度不够大，叶片轴承与贮箱的滚动摩擦力矩与叶片的角速度成正比：（1）式中：为滚阻系数；设刚性贮箱保持静止状态，外界小扰动使液体在贮箱内晃动，叶片上的质点和叶片边界处的液体质点应满足如下关系：（2）式中：分别为轴的单位向量；为质点距点的距离；为叶片与静止时自由液面的夹角；由质量守恒关系得（3）整理（3）式得（4）由坐标变换关系有（5）将（5）式对时间求导得（6）将（6）式带入(4)式整理得（7）由此可得在叶片边界的流体的流线垂直叶片；故可设浸在液体中的叶片受到液体晃动的动压力对轴的力矩有如下形式（8）式中：为液体对叶片的晃动力矩幅值；为液体晃动的频率；因此可由达朗贝尔定理可建立叶片的动力学方程（9）求解方程（9）得（10）由此可知贮箱内转动叶片系统为一线性系统，叶片转动或摆动的频率与液体晃动的频率相同；液体在外界扰动下晃动，叶片附近的液体给叶片一个周期性的作用，由牛顿第三定律，可知叶片将给液体同样大小的一个反作用，反过来，如果叶片做周期性的转动或不同频率谐波叠加而成的运动，则在叶片附近的液体将受到与叶片同样频率的作用；即在研究贮箱内液体的运动时，可将叶片的作用当作在贮箱内的入射波发生器，产生水波的频率与叶片附近液体晃动的频率相同。