基于指数函数的水下结构物粘滞拖曳阻力预测方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及基于指数函数的水下结构物粘滞拖曳阻力预测方法及系统，包括以下步骤：结合水下结构物的运动参数及仿真模型进行流体力学仿真，获取相应运动参数下作用在水下结构物上的载荷变量；对水下结构物匀速运动的时间进行划分得到多个时间段；获取每个时间段对应的最大载荷变量和最小载荷变量；利用指数函数分别对多个最大载荷变量和多个最小载荷变量进行拟合，得到最大载荷变量的拟合曲线和最小载荷变量的拟合曲线；根据最大载荷变量的拟合曲线和最小载荷变量的拟合曲线得到粘滞拖曳阻力。采用本发明专利技术的方法获取粘滞拖曳阻力能够避免重复仿真计算，缩短捕获拖曳粘滞阻力的仿真时长，显著提高海洋装备的计算分析效率。显著提高海洋装备的计算分析效率。显著提高海洋装备的计算分析效率。

Prediction method and system of viscous drag resistance of underwater structures based on exponential function

【技术实现步骤摘要】
基于指数函数的水下结构物粘滞拖曳阻力预测方法及系统


[0001]本专利技术涉及计算流体力学
，具体涉及基于指数函数的水下结构物粘滞拖曳阻力预测方法及系统。

技术介绍

[0002]这里的陈述仅提供与本专利技术相关的
技术介绍
，而不必然地构成现有技术。
[0003]随着人类对海洋资源认识的深入，水下结构物例如缆连接器的设计需求日益增多。莫里森认为，细长圆柱结构物在流体中受力主要受两个因素影响，一部分是与流固相对速度有关的粘滞拖曳阻力；另一部分是与流固相对加速度有关的附加质量惯性力。对于在海洋中运动速度变化较为平缓的结构物，粘滞拖曳阻力是其受到水动力载荷的主要组成部分，因此，快速准确地获取粘滞拖曳阻力是设计海洋装备的关键环节。
[0004]对于简单柱状结构物，其拖曳粘滞阻力可由莫里森方程直接计算；而对于不规则形状结构物，常用计算流体力学仿真技术获取其拖曳粘滞阻力。具体方法是计算结构物在匀速状态下的水动力载荷并将其作为当前速度下的粘滞拖曳阻力。为确保运动的连续性，在仿真计算过程中常设置结构物运动过程为先加速后匀速。但是，专利技术人发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于指数函数的水下结构物粘滞拖曳阻力预测方法，其特征在于，包括以下步骤：结合水下结构物的运动参数及仿真模型进行流体力学仿真，获取相应运动参数下作用在水下结构物上的载荷变量；对水下结构物匀速运动的时间进行划分得到多个时间段；获取每个时间段对应的最大载荷变量和最小载荷变量；利用指数函数分别对多个最大载荷变量和多个最小载荷变量进行拟合，得到最大载荷变量的拟合曲线和最小载荷变量的拟合曲线；根据最大载荷变量的拟合曲线和最小载荷变量的拟合曲线得到粘滞拖曳阻力。2.如权利要求1所述的基于指数函数的水下结构物粘滞拖曳阻力预测方法，其特征在于，获取最大载荷变量和最小载荷变量前，对水下结构物所受的载荷变量进行滤波处理。3.如权利要求1所述的基于指数函数的水下结构物粘滞拖曳阻力预测方法，其特征在于，在得到最大载荷变量对应的拟合曲线和最小载荷变量对应的拟合曲线后，以两条拟合曲线截距项的平均值作为水下结构物的粘滞拖曳阻力。4.如权利要求1所述的基于指数函数的水下结构物粘滞拖曳阻力预测方法，其特征在于，所述的水下结构物的运动参数包括水下结构物的俯仰角、水平速度、竖直速度。5.如权利要求1所述的基于指数函数的水下结构物粘滞拖曳阻力预测方法，其特征在于，所述的载荷变量包括作用在水下结构物上水动力载荷分解得到的水平力、竖直力及由水动力载荷产生的旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱向前，李鑫宇，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：