Нелинейная динамика совместного движения системы "резервуар — жидкость со свободной поверхностью"

Abstract

Досліджено нелінійні коливання механічної системи "циліндричний резервуар - рідина з вільною поверхнею" під дією горизонтальної гармонічної сили. Процес утворення хвиль на вільній поверхні вивчається на основі нелінійної багатомодової (12 форм коливань) моделі, яка описує сумісний рух резервуару та рідини під дією активних зовнішніх сил. На основі проведених досліджень показано, що вихід системи в класичному сенсі на усталений режим коливань взагалі не відбувається, що підтверджується експериментальними результатами. Моделювання на основі більш повної моделі показує наявність багаточастотного динамічного процесу, вплив високочастотних форм коливань, зміщення частот антисиметричних форм коливань.

The nonlinear oscillations of mechanical system “reservoir – liquid with a free surface” under action of horizontal harmonic force are studied. A process of forming the waves on a free surface is considered on the basis of nonlinear multimode (twelve modes) model that describes the combined motion of reservoir and liquid under action of active external forces. It is shown that transition of the system to the steady oscillation regime according to the classic sense does not occur at all, what is confirmed by the experimental results. The modelling within the framework of advanced model shows the presence of multi-frequency dynamical process, effect of high-frequency modes, shift of frequencies of anti-symmetric modes.