Optistruct "附連水質量"流固耦合的振動模態分析


虛質量法(或附連水質量):

大型商用的虛質量分析方法大概是在1970年代在計算油箱等流固耦合部件的高頻響應時提出的。

    ?濕表面和干表面:

       ?濕表面(wetted surface):結構和液體相接觸的表面

       ?干表面(dry surface):結構不與液體接觸的表面

    ?虛質量法主要用來考慮水動力效應(hydrodynamic effects)對結構響應的影響:液體會在濕表面產生附加質量,因此會對結構振動有影響。

?因此可以認為,虛質量法只考慮流體質量對結構的影響。需要了解的是,該質量不是流體的實際質量,而是等效附加質量,因此稱為“虛質量”,或者“附連水質量”。

?此外,既然是“虛”質量,則該方法不需要對流體區域劃分流體網格,簡化了前處理。


虛質量法的應用領域:

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虛質量法的基本假設:

?流體無粘、無旋

?流體不可壓縮

?同一流域具有統一的密度,同一流域不能具有兩種或以上非溶性液體

?有界流體(內部流體)必須具有流體自由面

    ?封閉的內部流體,需要考慮壓力波的影響。虛質量法不考慮壓力波影響。

?無界流體(外部流體)可以有自由面、可以沒有

?自由面零壓強假設

    ?虛質量法具有自由液體面時,自有液體面上的壓強假設為零

?不考慮重力

?不考慮晃蕩、流體表面波、湍流、渦旋等

    ?即假設晃蕩的頻率低于結構的基頻

?不考慮非線性效應、氣彈效應


虛質量法流固耦合示意圖:

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與聲場分析的區別:

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單流域案例:

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單流域案例前十階頻率:

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