在航空航天、船舶和化工等各领域,液体晃动问题越来越受到研究者们重视。飞机在飞行过程中,一方面,飞机姿态变化会引起油箱内燃油的晃动,造成对油箱壁面的冲击而使油箱发生变形,另一方面,油箱的变形又将加剧燃油的晃动,这就是液体晃动问题中的流固耦合作用。目前,国内外对液体晃动问题的研究主要基于刚体结构,对流固耦合的影响却很少考虑。因此开展飞机油箱液体晃动流固耦合研究具有重要的科研价值和工程指导意义。本文采用ABAQUS/CAE大型有限元通用软件对液体晃动问题进行了数值分析,所做工作和主要结论有以下几点:首先建立简单弹性体贮箱充液晃动有限元模型,采用两种主要的流固耦合有限元方法(SPH和CEL)进行计算,并从计算效率、液体晃动形态、结构受力特征以及模型处理等方面进行了对比:SPH和CEL两方法计算精度相差不大,而CEL方法所得结果能很好的描述液体形态,但CEL计算效率远低于SPH,在处理复杂模型方面SPH也更强。然后根据前面对比结果选择SPH方法对矩形贮箱内的液体晃动机理进行分析。根据数值解与理论解的对比验证了SPH计算液体晃动问题的可行性。而弹性体贮箱和刚体贮箱的液体晃动特性对比说明了在液体晃动问题中考虑流固耦合作用的必要性。之后从充液量、晃动转角、液体属性和周期等因素对弹性体贮箱内液体晃动特性的影响进行了深入分析。最后采用SPH方法对复杂飞机整体油箱模型下的液体晃动进行了分析。在静力冲压、气管内压和燃油重力作用下的隐式静力分析可知,油箱上蒙皮危险性较大,框架和气管满足材料要求,气管径向变形较小。采用SPH分析了充液油箱在静力冲压、气管内压和燃油冲击作用下绕X轴(侧翻)的晃动情况,并研究了晃动方向、充液量和结构特性等因素对飞机油箱充液晃动的影响,对结构受力、气管变形和壁面压力等结果进行分析。从结果看出,飞机不同飞行姿态下,侧翻时油箱受力最明显,燃油对油箱的左、右隔板冲击也最大。油箱充液量在半油时应力最大,左、右隔板壁面压力随充液量增加而增大。油箱连通和增加隔板均可有效降低液体对左、右隔板的冲击影响,对于加隔板油箱的“T”形隔板,横板的阻晃效果更明显,但其压力相对大很多。