液体晃荡是指流体在有限空间内的运动,具有很强的随机性和非线性。液体晃荡问题广泛的存在于航天航空、核电工程、船舶工程与陆海运输等领域中。当液箱受到较大的外部荷载时,液箱内液体会产生剧烈的晃荡,且液体晃荡引起的晃荡力会对液箱边壁产生剧烈的冲击,当液体晃荡频率与液箱的振动频率相近时会产生共振现象,严重时甚至造成液箱结构破坏。目前高效的减晃手段之一是在液箱中设置挡板,因此,液箱中挡板参数的变化对于液体晃荡固有属性与减晃效果的分析是一项非常有意义的研究课题。比例边界有限元方法(Scaled Boundary Finite Element Method—SBFEM)是近年来发展起来的一种新型的数值模拟方法。不同于边界元方法(BEM)与有限元方法(FEM),该方法不存在奇异积分的问题,针对无限域问题可以自动满足边界条件,并且在计算过程中只需对计算区域的边界进行单元离散,从而降低维数,大大节约了计算量。SBFEM目前在众多研究领域中取得了优异的研究成果,具有深远的应用价值。本文基于SBFEM,针对带有复杂挡板液箱的液体晃荡问题进行深入的分析,主要研究内容如下:1、基于线性势流理论,从拉普拉斯方程出发,分别建立二维液箱与三维液箱内液体晃荡问题的比例边界有限元方程,并对其进行了求解。通过数值模拟结果,发现该方法处理这类问题具有非常高的精度与计算效率。2、在研究内容(1)的基础上,基于比例边界有限元方法,研究了二维液箱与三维液箱液体自由晃荡问题。分别针对二维方形液箱、二维U形液箱与正方体液箱中对称挡板,以及上圆柱下斜柱液箱、空心圆柱液箱与核电结构PCS重力水箱中环形挡板,研究不同角度的挡板随着深度的变化对上述六种液箱自由晃荡频率的影响;同时针对二维方形液箱、正方体液箱与上圆柱下斜柱液箱,研究组合挡板、双层挡板与挡板长度变化对液箱自由晃荡频率的影响;最后研究一种二维双U形液箱的自由晃荡频率问题。3、在研究内容(2)的基础上,进一步推导出受到外部横向激励下液箱液体晃荡力的比例边界有限元动力方程,并求解出对应的液体晃荡附加质量。分别针对二维方形液箱、二维U形液箱、正方体液箱、上圆柱下斜柱液箱、空心圆柱液箱,研究不同角度下挡板随着深度变化对液箱晃荡力与附加质量的影响,研究最佳的减晃方案;然后针对二维方形液箱、正方体液箱与上圆柱下斜柱液箱,研究组合挡板、双层挡板与挡板长度变化对液箱晃荡力的影响;最后深入研究了地震波作用下,内置环形挡板对核电结构的非能动安全壳冷却系统(PCS水箱)晃荡水动力特性的影响。