水下结构流固耦合动力学模型的缩聚求解方法、设备及存储介质技术

本发明专利技术公开了水下结构流固耦合动力学模型的缩聚求解方法、设备及存储介质，属于计算力学领域。本发明专利技术将结构及周围流场划分为左右两个部分子结构，分别采用有限元法对结构和流场进行建模；求解结构子结构的固定界面约束模态和流场的动态缩聚转换矩阵并组合成第一次坐标变换矩阵，利用第一次坐标变换矩阵对子结构有限元模型进行缩聚；将两个子结构的有限元模型进行集成，利用位移协调条件得到第二次坐标变换矩阵，使用第二次坐标变换矩阵消除集成有限元模型的重复界面自由度，得到水下结构整体的缩聚有限元模型。本发明专利技术用于对浸水结构的传统有限元模型进行缩聚，计算结果精度极高，通知可以大幅提高水下结构的动力学分析和结构迭代设计优化的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于计算力学领域，具体涉及水下结构流固耦合动力学模型的缩聚求解方法、设备及存储介质。

技术介绍

1、现如今，海洋装备的需求增长迅速，所对应的动力学分析也在广泛开展以此确定结构系统的动力学性能。例如，对于舰船在水域中的振动问题，由于湿模态与干模态有着一定的区别，往往需要单独对湿模态进行分析。另外，在潜艇的振动问题研究中噪声问题是非常重要的，艇体在声场中的声学分析以及减振降噪相关的结构优化设计也需要大量的分析计算。因此，对水下结构的流固耦合动力学模型的相关求解方法进行优化，提升计算速度和效率的意义非常重大。

2、工程中一般采用有限元法对水下结构的动力学进行分析和设计优化。传统的有限元法在处理水下复杂结构的湿模态时会创建大量的单元网格去保证计算的精度从而会使水下结构的有限元模型自由度数极大，这会极大的限制结构的湿模态分析以及其他在水中的动力学分析与结构迭代优化效率，这种高昂的计算成本会导致工程上的开支变得更多，非常的不经济。

3、本专利技术提出了基于子结构模态缩聚的水下结构动力学分析方法以及结构迭代优化设计框架，通过本方法可以将本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.水下结构流固耦合动力学模型的缩聚求解方法，其特征在于：具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述的水下结构流固耦合动力学模型的缩聚求解方法，其特征在于：所述步骤2中流体界面自由度包括流固耦合界面上的自由度以及流体子结构连接界面上的自由度。

3.根据权利要求1所述的水下结构流固耦合动力学模型的缩聚求解方法，其特征在于：所述步骤2中通过以下方式求得结构子结构固定界面主模态ΦN：

4.根据权利要求3所述的水下结构流固耦合动力学模型的缩聚求解方法，其特征在于：所述步骤2利用第一次坐标变换矩阵Ψ1对每一个子结构的有限元模型进行缩聚，公式如下：

5.根...

【技术特征摘要】

1.水下结构流固耦合动力学模型的缩聚求解方法，其特征在于：具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述的水下结构流固耦合动力学模型的缩聚求解方法，其特征在于：所述步骤2中流体界面自由度包括流固耦合界面上的自由度以及流体子结构连接界面上的自由度。

3.根据权利要求1所述的水下结构流固耦合动力学模型的缩聚求解方法，其特征在于：所述步骤2中通过以下方式求得结构子结构固定界面主模态φn：

4.根据权利要求3所述的水下结构流固耦合动力学模型的缩聚求解方法，其特征在于：所述步骤2利用第一次坐标变换矩阵ψ1对每一个子结构的有限元模型进行缩聚，公式如下：

5.根据权利要求1所述的水下结构流固耦合动力学模型的缩聚求解方法，其特征在于：所述步骤3将两...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡宇，宋智广，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：