买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：大连理工大学

摘要：一种基于流固耦合作用的二维液体晃荡动力响应计算方法，该方法包括建立二维容器流固耦合所对应的结构模型，基于弹性理论和Laplace方程建立结构域和流体域的基本方程；采用高阶谱单元形函数分别对结构域和流体域进行插值近似，通过坐标变换并结合虚功原理推导结构域和流体域的比例边界有限元控制方程；采用Padé级数法和特征值求解法求解方程，进一步得到结构域和流体域的动力平衡方程；基于平衡条件和相容条件耦合得到流固耦合系统的动力平衡方程，采用Newmark法结合同步求解算法确定流固耦合系统的力学特性。该发明降低二维容器流固耦合力学特性的计算成本，进而提高计算效率。

主权项：1.一种基于流固耦合作用的二维液体晃荡动力响应计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、在笛卡尔坐标系下建立二维容器内液体晃荡所对应的结构模型，将二维容器壁视为悬臂梁，基于二维弹性理论得到容器结构域的基本几何方程和物理方程；将流体视为无旋、无粘、不可压缩的理想流体，考虑流固耦合效应得到二维容器内流体域的基本水动力方程及边界条件；S2、对二维容器壁的轴线采用一维高阶谱单元进行离散，采用形函数对各单元进行插值，将步骤S1中二维容器的基本几何方程和物理方程进行坐标变换，结合虚功原理推导二维容器的比例边界有限元静力控制方程和边界条件；根据结构域各节点的位移与节点内力向量将控制方程转化为一阶常微分方程，采用精细积分法进行矩阵指数运算，并进一步得到结构域的动力平衡方程表达式；S3、对流体域边界采用一维高阶谱单元进行离散，采用形函数对各单元进行插值，将步骤S1中二维容器内流体域的基本水动力方程和边界条件进行坐标变换，采用伽辽金法建立流体域的比例边界有限元控制方程和边界条件；根据流体域中各节点压力与通量的关系将控制方程转化为一阶常微分方程，采用特征值分解法求解微分方程，并进一步得到流体域的动力平衡方程表达式；S4、根据流体域和结构域中节点的不同类型划分，对步骤S2得到的结构域动力平衡方程和步骤S3得到的流体域动力平衡方程进行分块表达；基于平衡条件和相容条件耦合得到流固耦合系统的动力平衡方程，并采用Newmark法将容器位移和流体压力的迭代表达式用隐式-隐式格式表达，得到流固耦合系统控制方程的迭代格式；S5、根据初始条件和边界条件，利用广义特征值问题求解得到流固耦合系统的自由振动频率，并结合同步求解算法得到二维容器内液体晃荡流固耦合系统的基本场变量，对二维容器中液体晃荡流固耦合运动的基本场变量进行分析，进而确定系统内部各位置的动力响应力学特性。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 大连理工大学 一种基于流固耦合作用的二维液体晃荡动力响应计算方法