房忠洁， 周　叮， 王佳栋， 刘伟庆

(南京工业大学 土木工程学院，南京　211816)



带隔板的矩形截面渡槽内液体的晃动特性

房忠洁， 周叮， 王佳栋， 刘伟庆

(南京工业大学 土木工程学院，南京211816)

摘要：研究带有刚性隔板的矩形截面渡槽中液体的微幅线性晃动特性。将因隔板而导致的复杂液体域分割为若干个形状简单且边界条件均一的子域，分别研究各子域内液体运动的势函数。利用叠加原理和分离变量法，导出每个子域内液体速度势的一般解。根据液体子域界面处速度和压力的连续条件以及自由液面处的表面波条件，得到含有待定系数的级数方程。对方程作Fourier展开，即可求得液体的固有晃动频率和振型函数。

关键词：刚性隔板；矩形截面；液体子域；广义特征值；固有频率；振型函数

渡槽是我国南水北调工程的重要渠系建筑物，在地震作用下，渡槽内液体的晃动会对槽体结构造成严重的破坏。在我国，大多渡槽地跨地震高发的华北、西北地区，因此研究渡槽结构的晃动特性十分必要。工程中，常用防晃板来抑制液体的晃动[1]，因此研究带有隔板的渡槽的晃动特性具有重要的实际意义。

研究渡槽的晃动特性的方法通常有三种[2]：①Housner[3]提出的弹簧质量模型，特点是物理概念明确且模型简单，但槽身刚度较低时结果偏小，低估了水体的晃动效应；②Westergaard[4]提出的附加质量模型，计算简单方便且应用广泛，但忽略了流体的晃动作用；③边界元法[5]和有限元法[6]，能充分考虑流体的运动特征，适用于求解复杂域内流体的晃动问题，但对网格运动算法有较高要求且计算量大。……