基于纳维-斯托克斯方程和ALE的液面隔振评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于纳维‑斯托克斯方程和ALE的液面隔振评估方法。方法为：首先获取用于液面绝对检验时液体的密度、动力黏度和含有不同阻尼的亚克力方盘的几何尺寸，并在实际实验的液体旁边放置振动测量仪，从而得到液面周围环境的振动频率；然后将实际振动频率结合重力加速度，分解得到横截面液面在x、y两个方向上的加速度；接着在COMSOL Multiphysics软件中建立参数和变量，绘制出含有阻尼的亚克力方盘的几何形状，建立不可压缩纳维‑斯托克斯方程和ALE变形网格；最后划分三角形有限元分析单元，并做瞬态研究，得到自由液面隔振效果的仿真结果。本发明专利技术提高了液面绝对检验的检测效率和准确度。

Evaluation method of liquid surface vibration isolation based on Navier Stokes equation and ale

【技术实现步骤摘要】
基于纳维-斯托克斯方程和ALE的液面隔振评估方法
本专利技术属于光干涉计量
，特别是一种基于纳维-斯托克斯方程和ALE的液面隔振评估方法。
技术介绍
在干涉检测中，面形误差检测精度主要受到参考面质量的影响。为得到被测面的绝对面形误差分布信息，现有的解决方案有两种，第一种是提供更高面形精度的参考面，这受限于现有的面形加工水平；第二种是对参考面误差进行标定，分离出参考面误差影响来提高检测精度，即绝对检验。平面绝对检验中可以利用液面自然基准法来实现参考面的误差标定。将液面作为标准平面，理论上由于受到重力的影响，液面曲率半径跟地球的曲率半径一致。如果y为液面半径，R为地球半径，则液面与标准平面的偏差为h＝y2/(2R)。对于利用计算机进行的液面干涉检验来说，h是一个已知的固定系统误差，可以在测试过程中消除。实际因地球引力不均匀变化而带来的误差将远小于其他因素的误差。不同直径大小的液面的弛垂度不同，对于300mm直径的液面，驰垂度只有λ/340，因此可以将液面作为平面的绝对基准。2016年，RajaRamanna先进技术中心SanJibCh本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于纳维-斯托克斯方程和ALE的液面隔振评估方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，以垂直观察面向外为z轴，观察面内为x-y平面，建立笛卡尔空间坐标系，查询得到用于液面绝对检验时液体的密度ρ、动力黏度η，在实际实验的液体旁边放置振动测量仪，从而得到液面周围环境的振动频率f；/n步骤2，将实际振动频率f结合重力加速度g，分解得到横截面液体在x、y两个方向上的加速度g

【技术特征摘要】
1.一种基于纳维-斯托克斯方程和ALE的液面隔振评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，以垂直观察面向外为z轴，观察面内为x-y平面，建立笛卡尔空间坐标系，查询得到用于液面绝对检验时液体的密度ρ、动力黏度η，在实际实验的液体旁边放置振动测量仪，从而得到液面周围环境的振动频率f；
步骤2，将实际振动频率f结合重力加速度g，分解得到横截面液体在x、y两个方向上的加速度gx、gy；
步骤3，在COMSOLMultiphysics软件中建立参数和变量，绘制出含有阻尼的亚克力方盘的几何形状；
步骤4，建立不可压缩Navier-Stokes方程和ALE变形网格；
步骤5，划分三角形有限元分析单元，并做瞬态分析得到自由液面隔振效果的仿真结果；
步骤6，在仿真结果中，生成一维液体上表面线图和二维液体表面图，量化不同阻尼的亚克力方盘的隔振效果，并导出动画直观地展示自由液面的变化过程。


2.根据权利要求1所述的基于纳维-斯托克斯方程和ALE的液面隔振评估方法，其特征在于，步骤1所述的以垂直观察面向外为z轴，观察面内为x-y平面，建立笛卡尔空间坐标系，查询得到用于液面绝对检验时液体的密度ρ、动力黏度η，在实际实验的液体旁边放置振动测量仪，从而得到液面周围环境的振动频率f，具体如下：
设定所需的振动频率f为统计性平均值，将多次测量得到的统计平均值作为最终的振动频率f：



式中，fi为第i次测量的振动频率；
所得的统计性平均振动频率f有周期性的相位变化；将随时间变化的振动相位表示为：



式中，为周期性振动的相位，t为振动时间。


3.根据权利要求1所述的基于纳维-斯托克斯方程和ALE的液面隔振评估方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈磊，王云涛，王冲，陈佳，郑东晖，胡晨辉，杨光，吴志飞，孔璐，张正宇，崔鑫莹，马致遥，黄晨，马海颖，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32