一种基于运动解耦的航行体入水流固耦合计算方法技术

本发明专利技术提供了一种基于运动解耦的航行体入水流固耦合计算方法，该方法包括：获取航行体的入水参数；将航行体入水时的运动进行等效解耦为航行体的垂直下落和流场的水平流动，并根据入水参数确定航行体的垂直下落速度和流场的水平流动速度；根据入水参数确定整体长方体水域的包络尺寸、整体长方体水域的分区参数以及触水加密区域的包络尺寸，触水加密区域包含在整体长方体水域内；根据整体长方体水域的包络尺寸以及触水加密区域的包络尺寸建立水域有限元模型；基于水域有限元模型根据航行体的垂直下落速度和流场的水平流动速度进行流固耦合计算。应用本发明专利技术的技术方案，以解决现有技术中流固耦合分析精度和计算效率相矛盾的技术问题。的技术问题。的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于运动解耦的航行体入水流固耦合计算方法


[0001]本专利技术涉及流固耦合分析
，尤其涉及一种基于运动解耦的航行体入水流固耦合计算方法。

技术介绍

[0002]当航行体入水时，会产生高量级短脉宽的冲击流体动力，可能引起剧烈的流固耦合效应，带来动强度、动响应放大和流场特性改变等诸多问题。采用有限元方法分析航行体入水冲击过程时，流固耦合区域的网格质量是影响流固耦合分析精度的关键因素，而水域的网格尺度和规模是影响计算效率的首要因素。对于入水问题，航行体入水的区域往往长达几米甚至十几米，对水域的建模提出了很大挑战，很难兼顾分析精度和计算效率。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种基于运动解耦的航行体入水流固耦合计算方法，能够解决现有技术中流固耦合分析精度和计算效率相矛盾的技术问题。
[0004]根据本专利技术的一方面，提供了一种基于运动解耦的航行体入水流固耦合计算方法，方法包括：
[0005]获取航行体的入水参数，入水参数包括航行体全长、航行体直径、航行体入水速度、航行体入水角度、航行体入水时长、航本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于运动解耦的航行体入水流固耦合计算方法，其特征在于，所述方法包括：获取所述航行体的入水参数，所述入水参数包括航行体全长、航行体直径、航行体入水速度、航行体入水角度、航行体入水时长、航行体头部长度和航行体头部最小直径；将航行体入水时的运动进行等效解耦为航行体的垂直下落和流场的水平流动，并根据所述入水参数确定航行体的垂直下落速度和流场的水平流动速度；根据所述入水参数确定整体长方体水域的包络尺寸、所述整体长方体水域的分区参数以及触水加密区域的包络尺寸，所述触水加密区域包含在所述整体长方体水域内；根据所述整体长方体水域的包络尺寸以及所述触水加密区域的包络尺寸建立水域有限元模型；基于所述水域有限元模型根据航行体的垂直下落速度和流场的水平流动速度进行流固耦合计算。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述入水参数确定航行体的垂直下落速度和流场的水平流动速度包括：根据所述航行体入水速度和所述航行体入水角度确定航行体的垂直下落速度和流场的水平流动速度。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过以下公式根据所述航行体入水速度和所述航行体入水角度确定航行体的垂直下落速度和流场的水平流动速度：V
d
＝V sinθ，V
w
＝V cosθ，上式中，V
d
表示航行体的垂直下落速度，V
w
表示流场的水平流动速度，V表示航行体入水速度，θ表示航行体入水角度。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述入水参数确定整体长方体水域的包络尺寸、所述整体长方体水域的分区参数以及触水加密区域的包络尺寸包括：根据所述航行体全长、所述航行体直径、所述航行体入水速度、所述航行体入水角度和所述航行体入水时长确定所述整体长方体水域的包络尺寸；根据所述航行体头部长度、所述航行体头部最小直径、所述航行体入水角度以及所述整体长方体水域的包络尺寸确定所述触水加密区域的包络尺寸；将所述整体长方体水域沿长度方向划分为触水前段、触水中段和触水后段三个分区，所述触水加密区域包含在所述触水中段内，根据所述触水加密区域的包络尺寸确定所述触水前段、所述触水中段和所述触水后段的分区参数。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述整体长方体水域的包络尺寸满足以下条件：L
s
≥2L，D
s
≥5d，H

【专利技术属性】
技术研发人员：牛迎浩，曹杰，许云涛，杨晓光，
申请(专利权)人：北京机电工程研究所，
类型：发明
国别省市：