مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

، تحلیل ارتعاشات کوپل هیدروالاستیک در مخازن کروی با کفی غشایی حاوی سیال بدون اصطکاک

نویسندگان
1 فارغ التحصیل/ دانشگاه تهران
2 استادیار /دانشگاه تهران
3 عضو هیئت علمی/دانشگاه تهران
چکیده
یک تحلیل ارتعاش هم‌گیر هیدروالاستیک برای سیال بدون اصطکاک با درنظر گرفتن سطح آزاد سیال و همچنین کف انعطاف‌پذیر، در مخزن کروی ارایه شده‌است. دیواره به صورت صلب درنظر گرفته شده‌است. کف به صورت غشایی در فاصله‌ی مشخص از مرکز کره قراردارد، همچنین سطح سیال نیز دریک فاصله مشخص دربالای مرکز کره درنظر گرفته شده‌است. همچنین درنهایت با استفاده از روش گالرکین و اعمال آن بر معادلات نهایی، نتایج موردنظر بدست آمده‌اند. تاثیر پارامترهای مختلفی ازجمله؛ کشش کف، چگالی سیال و پارامترهای هندسی سیستم شامل شعاع مخزن، پارامتر مشخص کننده‌ی فاصله‌ی سطح سیال و پارامتر مشخص کننده‌ی فاصله‌ی کف، دیده شده‌است. استفاده از سیستم دستگاه‌های مختصات اصلی و کمکی به‌منظور تطابق مدل درنظر گرفته‌شده با فیزیک واقعی مورد نظر ما، امری است اجتناب ناپذیر که در این مطالعه مورد استفاده قرار گرفته‌است. فرکانس‌های طبیعی تلاطم این سیستم سیال و سازه ارایه شده‌اند که نشان می‌دهد؛ نتایج بدست آمده از این حل تحلیلی در تطابق با نتایج حاصل از مدلسازی سیستم مشابه در نرم‌افزارانسیس نیز می‌باشد. این نتایج نشان‌ دهنده‌ی صحت روش تحلیلی ارایه شده است که می‌تواند به عنوان حالت پایه برای مسایل پیچیده‌تر با اعمال المان‌های خاص، مورد استفاده قرار گیرد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Hydroelastic coupled vibrations in spherical containers of membrane bottom, partially filled with frictionless liquids

نویسندگان English

Behnam Cheraghi 1
Babak Mirzavand Boroujeni 2
Maziar Shafaee 3
چکیده English

Free hydroelastic coupled vibration analysis of frictionless liquids with a free surface in spherical tanks with a flexible bottom has been performed. The side wall has been considered to treate as a rigid body. The flexible bottom treats as a membrane at a certain distance bellow the center point, and the free surface is considered as a cross cutting at the top of the center point. The spherical coordinate system is adopted to derive the governing coupled equations, and finally a vibration analysis is carried out, using the traditional Galerkin's method, leading to closed-form solutions. Effects of various system parameters, i.e., membrane tension, liquid density, geometric parameters of the system such as the container radius, free surface distance discriminate parameter, and bottom distance discriminate parameter on the vibration behavior are investigated. The novelty of the present work is to obtain direct formulas for hydroelastic coupled vibration analysis of the mentioned system, which can be easily used in engineering design applications. Coupling between two mode numbers can be clearly seen in results, in other words, there is a coupling between vibration modes as interaction in spherical geometry.

کلیدواژه‌ها English

Hydroelastic coupled vibration
spherical container
membrane bottom
liquid free surface