Sloshing veya sloshing bir küçük hareketleri anlamına gelir , sıvı bir hızlandırılmış hareketi ve bir serbest yüzeye sahip sunulan bir tank ihtiva eder.
Tank harici titreşimlere maruz kaldığında, bunlar sıvının yüzeyinde yayılan dalgalara neden olur . Özel durumlar haricinde (dalgaları emmek için özel olarak inşa edilmiş duvarlar), dalgalar duvarlara yansır ve durgun dalgalar oluşturur, bu da sallanmayı açık bir ortamda dalgaların genel hareketinden ayırır.
Rezervuarın hareketlerini (yapısı ve içerdiği sıvı) bir bütün olarak ele aldığımızda, sıvının çalkalanması bu nedenle çalkalama modları adı verilen rezonansların ortaya çıkmasına neden olur. Bu serbest yüzey deformasyon modları, gerçek akustik modlardan çok daha düşük frekans modları olmaları bakımından tanktaki sıvının akustik boşluk modlarından ayırt edilmelidir.
Çalkalama modlarının incelenmesi, havacılık alanında önemlidir: Tanklardaki sıvı itici gazların çalkalanması, fırlatıcıların stabilitesini ve motorlara itici gaz beslemesini etkileyebilir.
İnce bir tanktaki bir sıvının ilk çalkalama modunu, yarı dolu bir su şişesini yatay olarak yerleştirerek ve ana simetri eksenine dikey bir yatay eksen etrafında salınım yapmasını sağlayarak göstermek çok kolaydır. Sabit salınım genliklerinde, bu salınımları sürdürmek için gerekli kuvvet, sıvının yüzeyindeki dalgaların gidiş-dönüş yayılma süresine karşılık gelen yaklaşık 1 saniyelik bir süre için minimumdur. Yaklaşık 1 Hz'lik bu frekans, şişedeki sıvının birinci uzunlamasına çalkalanma modunun frekansına karşılık gelir.
Yukarıdaki deneyde vurgulanan ilk çalkalama modunun frekansı, aşağıdaki varsayımlar altında basit bir tek boyutlu modelle açıklanabilir:
Aşağıdaki değişkenleri tanıtarak:
x : uzunlamasına yöndeki uzay değişkeni, g : yerçekiminin ivmesi, h (x, t) : sıvının ortalama yüksekliği h 0 üzerindeki bozulmuş yüksekliği ve v (x, t) sıvının yatay hızı,kitlelerin korunması olduğu yazılı:
ve momentumun korunumu:
Bu iki denklem, yukarıda belirtilen varsayımlar altında Navier-Stokes denklemlerinin doğrusallaştırılmasıyla elde edilebilir .
Bu iki denklem birleştirerek, ile sona dalga denklemi hz v (x, t) ve yüksekliği h (x, t) , dalga hızı tarafından verilmektedir:
Sınır koşulları yazılı yansıma
boylamsal çalkalama modlarının frekansı ilişki ile verilir
L rezervuarın uzunluğu ve n ≥ 1 dikkate alınan modun sayısıdır.
Bu nedenle, yaklaşık 30 cm uzunluğunda ve 8 cm çapında bir şişe için ilk doğal frekans f 1 = 1 Hz'dir.
Bir Hollandalı uydu , Sloshsat-FLEVO (nl) , gelen başlatıldı Kourou üzerine, 12 Şubat 2005bir Ariane V roketi ile bu dinamiği ağırlıksız bir durumda incelemek için . Bu içinde sabit konumlu aktarım yörünge ve ihtiva eden sensörler ile kaplı bir 87 litrelik bir tanka ile donatılmıştır 35 litre minerali giderilmiş su .