大连理工大学刘巍获国家专利权
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龙图腾网获悉大连理工大学申请的专利一种基于流固耦合分析的风洞模型支撑系统振动预测方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116989971B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-20发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310786257.3,技术领域涉及:G01M9/02;该发明授权一种基于流固耦合分析的风洞模型支撑系统振动预测方法是由刘巍;赵麒;周孟德;张新雨;任宇航;朱彬恺;吴薇设计研发完成,并于2023-06-29向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于流固耦合分析的风洞模型支撑系统振动预测方法在说明书摘要公布了:一种基于流固耦合分析的风洞模型支撑系统振动预测方法,属于飞行器模型振动主动控制领域。首先基于风洞模型支撑系统及流场三维特征建立其结构有限元模型;其次在流体域结合k‑epsilon湍流计算方法模拟风洞流场环境,通过流体动力学分析获取流体应力、位移,进而获取流体作用于固体域的流场气动载荷;然后在固体域通过瞬态动力学分析获取固体应力、形变;最后虑及流固两相耦合效应,结合流固耦合控制方程及傅立叶变换,得到风洞模型支撑系统时域与频域振动响应,实现模型支撑系统振动响应预测。本发明可在不进行风洞试验的情况下,通过数值模拟方式预测模型支撑系统振动,避免试验过程中风险,能进行不同风速、不同攻角下振动预测,计算精度高、有效性好,为模型支撑系统振动控制提供良好基础。
本发明授权一种基于流固耦合分析的风洞模型支撑系统振动预测方法在权利要求书中公布了:1.一种基于流固耦合分析的风洞模型支撑系统振动预测方法,其特征在于,所述的风洞模型支撑系统振动预测方法包括如下步骤: 步骤1,选取典型风洞试验模型,根据其与模型支撑系统、风洞流场三维特征分别构建固体域与流体域有限元模型; 步骤2,在流体域内对流场进行瞬态流体动力学分析,基于Standardk-epsilon湍流计算模型,设置风洞流场进口流速与出口压力、风洞壁面粗糙度,模拟风洞流场环境,求取流体域应力与位移,进而获取作用于固体域的流场气动载荷; 步骤3,在固体域,进行瞬态动力学分析,求取模型支撑系统应力与形变; 步骤4,通过Workbench软件的SystemCoupling模块,基于插值法创建流体域耦合面与固体域耦合面间双向数据交换,实现流固耦合求解,得到流体域流场压力、速度分布与固体域风洞模型支撑系统时域下的位移、加速度结果; 步骤5,提取步骤4中得到的流固耦合求解结果,导出风洞模型质心处加速度数据,绘制风洞模型支撑系统时域加速度曲线,根据该时域加速度曲线,观测风洞模型支撑系统在流场气动载荷下的振动情况,进而实现时域振动响应预测; 步骤6,通过傅立叶变换处理步骤5中得到的加速度数据,获取加速度频谱,提取前n个峰值点频率,即模型支撑系统前n阶固有频率,实现频域振动响应预测。
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