Вынужденные колебания твердого тела с полостью, частично заполненной жидкостью

Abstract

In this paper, forced oscillation of the rigid body with a single degree of freedom with a rectangular cavity partially filled with viscous fluid is studied. There are outfit slat screens with different relative height slats in the cavity. The motion of the rigid body is described by a linear equation of oscillation; the motion of fluid in cavity is described by nonlinear Navier-Stockes equation. Fluid flow in oscillating cavity with slat screens is investigated. In addition, influence of the cavity with fluid on the oscillation amplitude of the rigid body is investigated. Cavity with fluid render adds damping effect on body oscillation and changes resonance frequency of body system with fluid. Installed two slat screens with a certain relative height slat increase the rate of energy dissipate of oscillation body as compared with the examined case. The case of finite depth is investigated. Flow is laminar, fluid is incompressible.

В работе рассматриваются вынужденные колебания твердого тела с одной степенью свободы, имеющего полость прямоугольной формы, частично заполненную вязкой жидкостью. В полости располагаются вставки в виде вертикальных решеток с различной относительной длиной пластин. Движение тела описывается линейным уравнением колебаний, движение жидкости в полости описывается нелинейными уравнениями Навье-Стокса. Исследуется как вихревое течение жидкости, возникающее при колебаниях сосуда с решетками, так и влияние полости с жидкостью на амплитуду колебаний твердого тела в установившемся режиме. Показано, что полость с жидкостью оказывает дополнительное демпфирующее воздействие на колебания тела, изменяя резонансные частоты системы тела с жидкостью, причем размещение в полости двух перегородок с определенной относительной длиной пластин увеличивает скорость диссипации энергии колебаний твердого тела по сравнению с рассмотренными случаями. Рассматривается случай конечной глубины, течение предполагается ламинарным, жидкость несжимаемая.