李天匀，王露，郭文杰，杨国栋，朱翔

华中科技大学船舶与海洋工程学院，湖北武汉430074

有限长半充液圆柱壳振动特性分析

李天匀，王露，郭文杰，杨国栋，朱翔

华中科技大学船舶与海洋工程学院，湖北武汉430074

基于能量泛函变分原理，研究有限长半充液圆柱壳自由振动特性和受迫振动特性。壳体各向位移采用三角级数与傅立叶级数的组合形式，利用三角级数与傅立叶级数的正交性，在变分后可消去其他2个方向的位移，只保留径向位移。通过对固液耦合接触面连续条件的正交化处理以及自由液面边界条件，可建立流体载荷幅值与径向位移幅值的关系，最终得到流固耦合控制方程。结果对比表明，能量泛函变分方法正确、有效，可为求解半充液圆柱壳固液耦合振动问题提供新的思路。

能量泛函变分；圆柱壳；振动特性；正交性

网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1755.TJ.20160317.1056.028.html期刊网址：www.ship-research.com

引用格式：李天匀，王露，郭文杰，等.有限长半充液圆柱壳振动特性分析［J］.中国舰船研究，2016，11（2）：106-110.

LI Tianyun，WANG Lu，GUO Wenjie，et al.Vibration characteristics analysis of finite cylindrical shells semi-filled

with liquid［J］.Chinese Journal of Ship Research，2016，11（2）：106-110.

0　引　言

圆柱壳结构在船舶工程中应用十分广泛，例如，水下潜艇就可以近似等效为浸没圆柱壳结构，可以将各类船舶管路看成充液圆柱壳结构。通常，都是在无限域中研究此类结构，但在许多工况下，结构往往处于部分充液或部分浸没情况，比如，在码头系泊情况下的潜艇，或者部分充液的管路。因此，研究此类工况下结构固液耦合振动特性就显得尤为重要。

国内外大量的学者曾做过有关全充液（浸没）圆柱壳的研究工作。……