在部分装载液体的容器中,一旦发生扰动,就会产生晃荡现象。在很多场景中,严重的晃荡都会带来破坏性的结果。因此,研究晃荡的特性,预报晃荡的冲击载荷,是实际工程中极为重要的问题。水平圆柱液舱广泛地应用在各种工程领域,包括船舶、航空航天、陆地运输、化工等,对于圆柱形液舱中晃荡特性的研究有着重要的实际意义。本文基于课题组自主开发的无网格粒子法求解器MPSGPU-SJTU,从激励频率、载液率、幅值、三维效应等方面对水平圆柱形液舱的晃荡特性进行了分析,并对水平圆柱液舱与水平方形截面液舱进行了对比。本论文的主要工作如下:1、求解器验证参考实验建立了不同粒子间距的数值模型,进行了粒子布置收敛性验证,通过与实验结果对比验证了计算结果的可靠性,选择了合适的粒子间距;通过与CPU版本求解器的计算结果对比,说明了GPU版本的加速效果;在不同GPU设备上进行模拟,对比了计算结果,结果表明求解器在不同GPU设备上普遍适用。2、水平圆柱形液舱晃荡特性分析影响晃荡的参数有很多:激励频率、激励幅值、载液率、液舱形状、舱中液体的粘性等。本文主要对激励频率、激励幅值、载液率三个参数对晃荡现象的影响进行了分析。结果表明,在固有频率附近会发生强烈的砰击现象,远离固有频率时,晃荡变弱;随着载液率的升高,液舱中非线性现象变得更容易发生;晃荡的激烈程度,壁面压力都与激励幅值正相关。以往关于水平液舱晃荡的数值研究多基于二维模型,但实际工程中完全的二维并不存在,在我们的模拟中发现在某些工况下,横荡激励会引起纵向的流体波动,本文对这种现象进行了描述和探索。3、圆柱形液舱与方型液舱晃荡的对比分析圆柱形与方形是最为常见的两种液舱形式,在液舱设计过程中常常面临这两种液舱形式的选择,本文对二者在相同外界激励下的晃荡现象与压力分布、液舱受力的差别进行了分析。结果表明:二者的主要差异体现在晃荡现象及局部载荷上。在低载液率时圆柱形液舱较方型液舱更难出现非线性流动,在高载液率时圆柱形液舱可以避免强力的顶部砰击。