储液罐液体晃动效应揭秘：ANSYS流固耦合分析下的重力波特征

ANSYS流固耦合分析系列的前面三篇帖子都没有具体说明液体晃动该如何处理。不论是FLUID30还是FLUID80单元，都是基于势流理论的控制方程来模拟液体性质。

既然是势流，那就存在如下基本假设：

1. 流体为理想流体，无旋无粘不可压缩；

2. 储液容器是小振幅振动，液体也是小幅晃动，不涉及液体翻滚等问题。

基于上述两个假设，储液容器中的液体晃动主要是重力波。定常均匀重力场中的流体的自由表面是一平面。如果在液体自由表面的无论什么区域中激发一局部扰动，那么，此扰动就将以所谓重力波的形式向所有方向传播。重力波沿着液体表面传播，且由初始扰动所激发的运动将在流体内部随着深度的增加非常迅速的消失。

采用重力波分析储液容器的液晃效应时，一般忽略了真实流体中的黏滞效应（粘性），而流体运动时，流体微团之间总要因为粘性而产生阻尼。如果特殊容器结构导致阻尼对结构振动响应具有主导作用，必须精确计算阻尼力时，数学和力学上的困难导致不能直接求解，只能借助计算流体力学（CFD）的方法。不过，通常流体的阻尼系数一般都很小，从实用的观点看，忽略流体阻尼可以大大简化计算且能得到足够精确的结果。

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