李佳佳

（江苏安全技术职业学院，江苏徐州221011)

0 引言

随着汽车工业的发展，汽车燃油箱的需求呈现增长趋势，世界上第一套塑料燃油箱是在20世纪60年代，由德国大众、BASF和KAUTEX公司联合设计开发出来，早期的燃油箱大多由金属材料制成，后来改用合成材料来适应汽车轻量化的发展需求，以满足新的汽车燃油经济性标准[1]。

燃油箱是个相对密闭的系统，油箱上通常设有通风装置，以防止随着油量的过度消耗而在箱内与大气的压力差作用下产生变形。由于惯性作用，汽车在加速或减速过程中会引起油箱内部燃油的晃动，对箱体产生一定的作用力，甚至造成干扰噪声。所以本文对油箱的燃油晃动进行数值模拟，分析应力变化，以便进一步对箱体进行优化设计[3-4]。

1 计算方法和理论模型

近几十年来，有学者研究发现晃动波具有一定的非线性特征，但是在自由运动表面捕捉非线性边界条件，目前还是一个难题，数值模拟方法对解决非线性问题具有一定的优势[3-4]。

液体表面波运动的数值模拟都是基于N-S控制方程或势流理论。在时域仿真中，势流理论通常解决两个关键问题：一个用于解决速度场的边界值问题（BVP)，可通过边界体积法（BEM）、有限元法（FEM)、有限差分法（FDM）、有限体积法等来实现；另一个用于随时间更新边界点位置和边界条件。由于势流理论（该方法假定液体是不可压缩的)在计算的效率和准确性上具有很大的优势，因此对于自由运动边界，主要采用混合欧拉法（MEL）和半拉格朗日法（SL）[5]。……