Numerical computation of pressure in a rigid rectangular tank due to large amplitude liquid sloshing

Bu çalışmada kısmi dolu, kapalı, levhalı ve levhasız tankların içindeki sıvı çalkantı hareketleri incelenmiştir. Tank içindeki akışkan homojen, isotropik, viskoz ve belirli oranda sıkıştırılabilir kabul edilmiştir. Tank ve buna bağlı olarak akışkan hareketleri iki boyutlu ele alınmıştır. Hesaplamalarda hareketli koordinat sistemi kullanılmıştır. Bunun sonucunda Navier-Stokes denklemlerinde ek bir ivme terimi ve tank yüzeylerinde ise homojen sınır koşulları oluşmuştur. Ayrıca serbest yüzeyi tanımlamada akışkan hacmi tekniği uygulanmıştır. Kurulan model sonlu farklar yöntemini kullanarak ilkel değişkenlerde Navier Stokes denklemlerini çözmektedir. Her zaman adımında akışkan hacim fonksiyonunun yer değiştirmesini ve buna bağlı olarak serbest yüzey konumunu tespit etmek için "donor-acceptor" yöntemi uygulanmaktadır. Farklı su derinliklerinde sönümleyicili veya sönümleyicisiz on farklı tank kombinasyonu için rezonans frekansında ve civarında hesaplamalar yapılıp sunulmuştur. Kullanılan metodun geçerliliğini göstermek amacıyla hesaplamalar deneysel ve teorik sonuçlarla mukayese edilmiştir. In this study, sloshing inside partially filled enclosed baffled and unbaffled tanks was investigated. The fluid is assumed to be homogeneous, isotropic, viscous, and Newtonian and exhibiting only limited compressibility. Tank and fluid motions are assumed to be two-dimensional. A moving coordinate system is employed so that the tank movement is set to rest. The volume of fluid technique will, then, be used to track the free surface. The model solves the complete Navier-Stokes equations in primitive variables by the use of finite difference approximations. At each time step, a donor-acceptor method is used to transport the volume of fluid function and hence the locations of the free surface. Ten different cases including baffled and unbaffled tanks with different fill depths are studied near and on the resonant frequency. In order to assess the accuracy of the method used, computations are compared with theoretical and experimental results.