李振等

摘 要：通过对罐体进行全尺寸建模模拟，对比研究充液比、密度和黏度对液体晃动的影响。结果表明：罐车横向运动时，液体晃动水击内壁压力随着充液比的增加先增大后减小，充液比为0.4时达到最大；且水击内壁压力随着液体密度的增加而增大，随着液体黏度的增加而减小。当防波板面积大于60%时，最大水击内壁压力顯著降低，防波效果明显。

关键词：罐车；液体晃动；多相流；VOF模型

Simulation of Liquid Slosh in Lateral Movement of Tank Truck

Li Zhen，Xie Moyi，Zhu Bing，Zhao Yunyun

（College of Mechanical and Automobile Engineering， Chongqing Jiao Tong University， Chongqing 400074， China）

Abstract：Based on full-scale modeling simulation of tank， the VOF model based on multi-phase flow， contrast research liquid ratio， the influence of the density and viscosity of liquid sloshing.Results show that the tank car lateral movement， the liquid sloshing water hammer internal pressure with the increase of liquid than first increases then decreases， maximum when liquid ratio 0.4；And the inner wall of the water hammer pressure increased with the increase of liquid density increases， decreases with the increase of liquid viscosity.When washboard area greater than 60%， the floods hit wall pressure significantly reduced， the wave effect is obvious.

Key words：tank truck； liquid sloshing； multi-phase flow； volume of fliud （VOF） model

罐车部分载荷做横向运动时，罐内液体晃动对罐体产生冲击载荷，使罐车重心偏移，易造成车辆侧滑、侧倾从而引发交通事故。

1刘奎和康宁[1]通过实验与数值模拟相结合的方法，得出防波板面积大于横截面的40%时，增加防波板面积能显著改善罐体受力的结论；孙丽娜等人[2]对罐车紧急制动时的安全性问题进行了研究，得出罐车液体充装率、密度和黏度对罐体水击压强影响。文献[3]采用VOF方法研究了不同充液比、不同防波板面积及不同罐体半径情况下，罐车制动时罐体内液体晃动动力特性。

本文针对罐车转向运动时液体的横向晃动问题，运用VOF方法对罐体内液体的晃动动力学特性进行数值模拟，研究不同充液比、密度、黏度和不同防波板面积对罐体水击压强的影响，以期为提高罐车侧向稳定性提供设计参考。

1 液体晃动水击过程模拟与结果分析

1.1 罐体模型与边界条件确定

本文以某罐车罐体为研究对象，进行全尺寸建模，罐体长度6000mm，端面为圆，半径R=1000mm，罐体壁厚度均为4mm。……