MÔ HÌNH HÓA CHẤT LỎNG DAO ĐỘNG TRONG BÌNH CHỨA THEO MÔ HÌNH TƯƠNG ĐƯƠNG DẠNG CON LẮC ĐƠN | Thảo | TNU Journal of Science and Technology

MÔ HÌNH HÓA CHẤT LỎNG DAO ĐỘNG TRONG BÌNH CHỨA THEO MÔ HÌNH TƯƠNG ĐƯƠNG DẠNG CON LẮC ĐƠN

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 24/12/25                Ngày hoàn thiện: 12/02/26                Ngày đăng: 24/02/26

Các tác giả

1. Trần Thị Thanh Thảo, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên
2. Lưu Thị Huế, Trường Đại học Điện lực
3. Nguyễn Tùng Lâm, Đại học Bách khoa Hà Nội
4. Nguyễn Tiến Dũng, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên
5. Cao Đức Thanh Email to author, Trường Đại học Hàng hải Việt Nam

Tóm tắt


Để quản lý hiệu quả quá trình vận chuyển chất lỏng trong công nghiệp, việc dự đoán mô hình và kiểm soát dao động chất lỏng là vô cùng quan trọng. Điều này giúp chống tràn chất lỏng và duy trì hiệu suất làm việc của hệ thống. Các phương pháp mô hình hóa tiên tiến như học máy, phương pháp phần tử hữu hạn và động lực học hạt làm mịn tuy chính xác nhưng thường tốn kém về dữ liệu, thời gian và tài nguyên tính toán. Để khắc phục những hạn chế này, mô hình cơ học rời rạc tương đương được dùng như một giải pháp thay thế hợp lý và hiệu quả. Mô hình tương đương này đơn giản hóa chất lỏng thành một hệ thống cơ học tương đương (bao gồm khối lượng cứng và khối lượng chuyển động) nhằm biểu diễn lực tác dụng lên thành bình giống như thực tế. Mô hình động lực học tác giả sử dụng trong bài báo là mô hình tương đương dạng con lắc. Đầu tiên, tác giả xây dựng mô hình tương đương của chất lỏng dao động ở chế độ thứ nhất. Trên cơ sở đó xây dựng tiếp mô hình tương đương cho cả bình chứa chất lỏng dao động. Kết quả mô phỏng chứng minh mô hình bình chứa chất lỏng chuyển động tương đương như dao động tắt dần của một con lắc.

Từ khóa


Chất lỏng dao động; Mô hình hóa chất lỏng chuyển động; Phương trình Euler-Lagrange; Các phương pháp mô hình hóa chất lỏng chuyển động; Con lắc khay ảo

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo


[1] Y. Wang, C. Ruan, S. Lu, and Z. Li, “A Study on the Movement Characteristics of Fuel in the Fuel Tank during the Maneuvering Process,” Applied Sciences, vol. 13, no. 15, 2023, doi: 10.3390/app13158636.

[2] R. A. Ibrahim, Liquid Sloshing Dynamics: Theory and Applications, Cambridge University Press, Cambridge, UK, 2005, doi: 10.2307/20453856.

[3] S.S. Kolukula and P. Chellapandi, “Nonlinear finite element analysis of sloshing,” Adv. Numer. Anal., vol. 2013, 2013, doi: 10.1155/2013/571528.

[4] C. Z. Wang and B. C. Khoo, “Finite element analysis of two-dimensional nonlinear sloshing problems in random excitations,” Ocean Eng., vol. 32, no. 2, pp. 107–133, 2005, doi: 10.1016/j.oceaneng.2004.08.001.

[5] M. Schörgenhumer and A. Eitzlmayr, “Modeling of liquid sloshing with application in robotics and automation,” IFAC-PapersOnLine, vol. 52, no. 15, pp. 253–258, 2019, doi: 10.1016/j.ifacol.2019.11.683.

[6] M. D. Green and J. Peiró, “Long duration SPH simulations of sloshing in tanks
with a low fill ratio and high stretching,” Comput. Fluids, vol. 174, pp. 179–199, 2018,
doi: 10.1016/j.compfluid.2018.07.006.

[7] B. Moya, D. Gonzalez, I. Alfaro, F. Chinesta, and E. Cueto, “Learning slosh dynamics by means of data,” Comput. Mech., vol. 64, no. 2, pp. 511–523, 2019, doi: 10.1007/s00466-019-01705-3.

[8] B. Moya, I. Alfaro, D. Gonzalez, F. Chinesta, and E. Cueto, “Physically sound, self-learning digital twins for sloshing fluids,” PLoS ONE, vol. 15, no. 6, pp. 1–16, 2020, doi: 10.1371/journal.pone.0234569.

[9] R. Di Leva, M. Carricato, H. Gattringer, et al., “Sloshing dynamics estimation for liquid-filled containers performing 3-dimensional motions: modeling and experimental validation,” Multibody Syst. Dyn., vol. 56, pp. 153–171, 2022, doi: 10.1007/s11044-022-09841-0.

[10] S. Gangadharan, J. Sudermann, A. Marlowe, and C. Njenga,Parameter estimation of spacecraft fuel slosh model,” in Proceedings of the 45th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics & Materials Conference, Palm Springs, CA, USA, April 19–22, 2004, vol. 6, pp.4779–4789, doi: 10.2514/6.2004-1965.

[11] A. Liguori, A. Formato, A. Pellegrino, and F. Villecco, “Study of tank containers for foodstuffs,” Machines, vol. 9, 2021, doi: 10.3390/machines9020044.

[12] L. Guagliumi, A. Berti, E. Monti, and M. Carricato, "A Simple Model-Based Method for Sloshing Estimation in Liquid Transfer in Automatic Machines," in IEEE Access, vol. 9, pp. 129347-129357, 2021, doi: 10.1109/ACCESS.2021.3113956.

[13] L. Rothenbuchner, C. Neudorfer, M. Fallmann, F. Toth, A. Schirrer, C. Hametner, and S. Jakubek, “Efficient feedforward sloshing suppression strategy for liquid transport,” Journal of Sound and Vibration, vol. 590, 2024, doi: 10.1016/j.jsv.2024.118542.




DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.14339

Các bài báo tham chiếu

  • Hiện tại không có bài báo tham chiếu
Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Thái Nguyên
Phòng 408, 409 - Tòa nhà Điều hành - Đại học Thái Nguyên
Phường Tân Thịnh - Thành phố Thái Nguyên
Điện thoại: 0208 3840 288 - E-mail: jst@tnu.edu.vn
Phát triển trên nền tảng Open Journal Systems
©2018 All Rights Reserved