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求Cassini贮箱内液体小幅晃动频率的解析方法
  • ISSN号:1001-0645
  • 期刊名称:北京理工大学学报
  • 时间:2011.11.11
  • 页码:1273-1277
  • 分类:V415[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]北京理工大学宇航学院,北京100081
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(11072030)
  • 相关项目:欠驱动燃料晃动及航天器姿态跟踪自适应控制研究
中文摘要:

为得到航天器上燃料晃动频率,针对Cassini贮箱内液体小幅晃动,将贮箱的柱段近似为非常扁长的椭球,建立了原点位于与箱内静液面接触线处相切的圆锥顶点的球坐标系,用高斯超几何级数解析表达速度势和波高的模态函数,采用伽辽金方法将变分方程转变为一个标准的特征值问题形式的频率方程,求解了不同尺寸比例的旋转椭球形贮箱和Cassini贮箱在不同的充液比和不同的Bond数情况下液体小幅晃动的基频,并与已有的理论和实验结果进行对照.结果表明,本文方法用于求解旋转椭球形贮箱和Cassini贮箱内液体小幅晃动频率是可行的.

英文摘要:

In order to get the small amplitude sloshing eigenfrequency of liquid in spacecraft, for Cassini tanks, the cylindrical part of the tank is considered to be a part of a very prolate ellipsoid approximately. Spherical coordinates is built, whose origin is at the top of the cone that is tangent to the tank at the contact line of the hydrostatic surface with the tank wall. The velocity potential and the liquid surface displacement were determined analytically in terms of the Gauss hypergeometric series. The variation function was transformed into a frequency equation in the form of a standard eigenvalue problem by Galerkin method. The achieved first eigenfrequencies of liquid in spheroidal tanks and Cassini tanks with different dimension, different liquid filling level and different Bond number were compared with those from other theoretical and experimental methods. Large calculations prove that this analytical method is practicable to find the solution of small amplitude sloshing eigenfrequencies of liquid in spheroidal tanks and Cassini tanks.

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期刊信息
  • 《北京理工大学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国工业和信息化部
  • 主办单位:北京理工大学
  • 主编:黄风雷
  • 地址:北京海淀区中关村南大街5号
  • 邮编:100081
  • 邮箱:blgzw@bit.edu.cn
  • 电话:010-68912326 68913988
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-0645
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2596/T
  • 邮发代号:82-502
  • 获奖情况:
  • 全国优秀高等学校自然科学学报及教育部优秀科技期...,首届国家期刊奖提名奖,中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17163