液体晃动问题广泛存在于大型充液航天器、液体火箭、带贮液罐类重型车辆和船舶等运载工具中,贮腔内液体晃动产生的动态晃动力和力矩会严重影响运载工具操纵系统或控制系统的任务执行效率、控制精度和整体稳定性,长久以来对于液体晃动问题的研究均备受国内外大量学者们的青睐并取得了大量丰硕的研究成果,因此对液体动态晃动力和晃动力矩等相关动力学特性实验方法的研究有重大研究意义。本文工作以晃动力和晃动力矩的高效、准确测量为目标,基于液体晃动动力学基础和液体晃动采集原理,搭建了一种既能实现充液贮腔结构固定安装,又能实现最大化的实时精确测量与有效分析贮腔内液体晃动产生动态晃动力和晃动力矩的实验平台装置,通过实验和CFD仿真相结合的方法分析了圆柱贮腔内液体非线性稳态晃动的行为特征和动力学特性,论文的主要研究内容和成果如下:（1）根据现有的实验条件,利用力传感器、加速度传感器、信号发生器、功率放大器、激振器、动态信号采集仪等仪器设备,成功搭建了充液贮腔动力学仿真实验平台装置。建立了加速度传感器和力传感器灵敏度的校核方法,并分别采用静态和动态方法对力传感器灵敏度精确性和测量性能进行了验证,设计了液体晃动的动力学特性研究的实验方案,推导出相应的实验数据处理方法。（2）通过实验得到液体的一阶固有频率与CFD仿真和固有频率的理论公式进行了对比分析,得到理论计算值和CFD软件仿真结果均相比实验值略微偏高的实验结果,初步验证了实验测量的可靠性。其次将实验晃动力和晃动力矩数据与CFD进行了对比分析,验证了液体晃动实验数据测量的准确性和CFD软件分析贮腔内液体晃动问题的有效性和精确性,发现CFD软件可以研究一般情况下的液体晃动行为,无法准确仿真分析贮箱内液体剧烈旋转时的液体晃动力学特性,不利于独立研究揭示贮腔内液体真实的晃动特性。最后鉴于CFD仿真分析的局限性,通过实验手段进一步细致研究了液体非线性稳态晃动行为特征随着激励频率的变化规律,激发和总结了贮腔内液体表现出五类晃动行为特征。分析数据可知自由液面内液体旋转方向和晃动方式均与激励幅值大小无关,晃动力和晃动力矩的最大值均不随旋转状态的改变而发生变化。（3）借助CFD软件模拟了充液贮腔内含环形防波板的液体晃动,对液体晃动行为特征和动力学特性进行了有效分析。研究表明:液体中的环板越接近液体自由面抑制效果就越好,不仅能有效抑制液体的有限幅晃动并且还可以完全消除液体旋转晃动,合理的参数组合使剧烈复杂的旋转转为更加稳定的有限幅驻波晃动。文中设计的液体晃动实验平台装置的成功搭建和高效、准确测量方法的研究,实现了最大化的测量贮腔内液体晃动产生的非平衡晃动力和晃动力矩,丰富了通过实验方法分析圆柱贮腔内液体非线性稳态晃动的动力学特性和行为特征的研究成果,对运载工具操纵系统或控制系统的任务执行效率、控制精度和整体稳定性的研究具有重要意义,以期进一步实现液体晃动动力学特性的在线实时测量、荷载反馈、晃动状态识别、晃动抑制、运载工具稳定性控制等等相关动力学与控制问题的研究提供一定的参考数据和实验研究基础。