Un análisis de oscilación de líquido bidimensional en un tanque de forma complicada parcialmente lleno mediante la transformación de Schwarz-Christoffel
Autores: Lü, Jing; Zhu, Xiaolong; Yu, Yang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un análisis de oscilación de líquido bidimensional en un tanque de forma complicada parcialmente lleno mediante la transformación de Schwarz-Christoffel
Categoría
Artes
Subcategoría
Música
Palabras clave
Ondulación no lineal
Fluido incompresible
Flujo irrotacional
Tanque de forma complicada
Método semi-analítico
Principio de Hamilton-Ostrogradskiy
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
Se estudia el movimiento no lineal de un fluido incompresible con flujo irrotacional en un tanque de forma complicada debido a una excitación horizontal, utilizando un método semi-analítico propuesto en este estudio. En este método, se estima la función potencial de velocidad de un líquido en un tanque de forma complicada mediante una función de transformación analítica aproximada de una región de forma complicada a una región rectangular. Esta función se obtiene a través del mapeo de Schwarz-Christoffel y el ajuste polinómico. Se desarrollan ecuaciones dinámicas no lineales para el sistema acoplado fluido-estructura basadas en el principio de Hamilton-Ostrogradskiy. Se derivan ecuaciones cinemáticas no lineales para el sistema acoplado fluido-estructura basadas en la relación entre la velocidad del líquido y la ecuación de la superficie libre. Se utiliza el método de Galerkin para convertir ecuaciones diferenciales parciales en ecuaciones diferenciales ordinarias. Cuando se da el movimiento del tanque, los modelos no lineales para el sistema acoplado pueden reducirse a modelos simples para el movimiento del líquido. Se analizan las frecuencias naturales para el sistema acoplado y el movimiento del líquido, y los resultados semi-analíticos coinciden con los resultados numéricos calculados con el software DampSlosh. También se analizan las fuerzas y momentos hidrodinámicos, y los resultados semi-analíticos coinciden bien con los resultados numéricos calculados con el Flow3D v10.1.1.
Descripción
Se estudia el movimiento no lineal de un fluido incompresible con flujo irrotacional en un tanque de forma complicada debido a una excitación horizontal, utilizando un método semi-analítico propuesto en este estudio. En este método, se estima la función potencial de velocidad de un líquido en un tanque de forma complicada mediante una función de transformación analítica aproximada de una región de forma complicada a una región rectangular. Esta función se obtiene a través del mapeo de Schwarz-Christoffel y el ajuste polinómico. Se desarrollan ecuaciones dinámicas no lineales para el sistema acoplado fluido-estructura basadas en el principio de Hamilton-Ostrogradskiy. Se derivan ecuaciones cinemáticas no lineales para el sistema acoplado fluido-estructura basadas en la relación entre la velocidad del líquido y la ecuación de la superficie libre. Se utiliza el método de Galerkin para convertir ecuaciones diferenciales parciales en ecuaciones diferenciales ordinarias. Cuando se da el movimiento del tanque, los modelos no lineales para el sistema acoplado pueden reducirse a modelos simples para el movimiento del líquido. Se analizan las frecuencias naturales para el sistema acoplado y el movimiento del líquido, y los resultados semi-analíticos coinciden con los resultados numéricos calculados con el software DampSlosh. También se analizan las fuerzas y momentos hidrodinámicos, y los resultados semi-analíticos coinciden bien con los resultados numéricos calculados con el Flow3D v10.1.1.