防波板對罐車模型內液體晃蕩影響的試驗研究1)

段林林 楊智榮張一鳴 劉岑凡劉 峰 ,2)

*(國家市場監管重點實驗室（特種設備安全與節能），中國特種設備檢測研究院，北京 100029)

?(中國石油大學（北京），北京 102249)

液體晃蕩現象普遍存在于空間飛行器、貨艙、罐車等液體未充滿的移動容器中。當外部激勵頻率接近罐體內自由液面的固有頻率或激勵的振幅較大時，液體會產生劇烈的晃蕩[1]。液體劇烈晃蕩伴隨著復雜的物理現象，如波翻卷、波破碎、氣泡效應等。罐車作為重要的危險化學品工業運輸工具，應用較為廣泛，比如在氫氣運輸方面，當前較為成熟的技術主要為氣氫拖車、液氫罐車、氫氣管道三種，液氫罐車由于高純度特點在國外高端裝備制造中有廣泛應用，管道輸氫是運輸效率最高的大規模輸氫方式，在不同的應用場景中，兩者的輸運方式可互為補充。由于罐車裝載量大，當制動或轉向時，引起罐內液體自由面的明顯晃動，對罐壁產生沖擊載荷，過大的沖擊載荷會導致罐體結構的破壞，嚴重影響罐車的行駛安全[2]。在罐內設置防波板，可有效降低自由表面的劇烈波動[3]，研究罐車內防波板對液體晃蕩的影響對罐體結構設計具有重要意義。

目前，罐內液體晃動研究方面，較多地集中在采用數值模擬或試驗方法研究液體晃動對壁面和防波板的沖擊載荷。衛志軍等[4]進行了超大型儲液艙內晃蕩載荷試驗，研究縱蕩、橫蕩和橫搖下晃蕩載荷的分布規律，認為當儲液率為60%～70%時較危險，沖擊力較大的位置在液艙外形曲率突變的位置處；……