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Stable response of low-gravity liquid non-linear sloshing in a circle cylindrical tank

Applied Mathematics and Mechanics(English Edition) 2007年第10期28卷 1273-1285页

作者：贺元军马兴瑞王本利 Center of Satellite Technology Harbin Institute of TechnologyHarbin 150001P.R.China R & DSichuan Aerospace Industry CorporationChengdu 610100 P.R.China China Aerospace Science and Technology Corporation Beijing 100830P.R.China Center of Satellite Technology Harbin Institute of TechnologyHarbin 150001P.R.China

Under pitch excitation, the sloshing of liquid in circular cylindrical tank includes planar motion, rotary motion and rotary motion inside planar motion. The boundaries between stable motion and unstable motion depend on the radius of the tank, the liquid height, the gravitational intension, the surface tensor and the sloshing damping. In this article, the differential equations of nonlinear sloshing are built first. And by variational principle, the Lagrange function of liquid pressure is constructed in volume intergration form. Then the velocity potential function is expanded in series by wave height function at the free surface. The nonlinear equations with kinematics and dynamics free surface boundary conditions through variation are derived. At last, these equations are solved by multiple-scales method. The influence of Bond number on the global stable response of nonlinear liquid sloshing in circular cylinder tank is analyzed in detail. The result indicates that variation of amplitude frequency response characteristics of the system with Bond, jump, lag and other nonlinear phenomena of liquid sloshing are investigated.

关键词： circle cylindrical tank nonlinear sloshing low-gravity multiple scales method stable response

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