题目：罐车液体晃动及其防晃装置研究

本文利用计算流体力学方法， 湍流模型、VOF方法、Body Force Weighted离散格式、PISO速度和压强的耦合处理方法及六面体结构网格对罐车制动与转向过程中罐体内液体晃动进行数值模拟。首先，对卧式圆柱容器内液体晃动进行数值计算，通过与试验结果的对比，验证计算方法及计算结果的有效性；在此基础上，建立罐车模型，分别对罐车制动和转向两种工况下液体晃动进行数值模拟，在不同加速度、充液比、防波板面积和防波板位置条件下，计算制动时罐体的受力、受力位置与轴荷分配以及转向时罐体的受力与侧倾力矩，并对其进行分析。罐车制动过程的计算结果表明，无防波板时，随制动减速度的增加，罐体x、y方向受力峰值、轴荷比均增大；随充液比增加，罐体x方向受力峰值先增大后减小，y方向受力峰值增大，制动初始与结束时充液比越大轴荷比越大，1s左右充液比越大轴荷比越小；带不同面积防波板时，随防波板面积的增加， x、y方向受力峰值及轴荷比峰值均减小；带不同位置防波板时，当防波板上方弓形面积小于横截面积10%时罐车转向过程中出现液体飞溅现象，罐体受力及整车轴荷比峰值较大，当防波板上方弓形面积大于等于纵剖面积20%时，随防波板位置的下移，y方向受力峰值增大，x方向受力峰值先减小后增大，轴荷比峰值增大。罐车转向过程的计算结果表明，无防波板时，随向心加速度的增加，罐体y、z方向受力峰值、侧倾力矩峰值均增加；随充液比的增加，罐体y方向受力峰值增大，z方向受力峰值及侧倾力矩峰值先增大后减小；带不同面积防波板时，随防波板面积的增加，y、z方向受力峰值减小，侧倾力矩的峰值先增大后减小；带不同位置防波板时，当防波板上方矩形面积小于纵剖面积20%时罐车转向过程中出现液体飞溅现象，罐体受力及侧倾力矩峰值较大；当防波板上方矩形面积大于等于纵剖面积30%时，随防波板位置的下移，y、z方向受力峰值与侧倾力矩峰值均增大。