申请/专利权人：大连理工大学

申请日：2021-08-26

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN113705121B

主分类号：G06F30/28

分类号：G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2021.12.14#实质审查的生效;2021.11.26#公开

摘要：本发明提供一种基于运动参数的二维结构物入水砰击力分解和计算方法。包括绘制二维物体模型，将绘制的二维物体模型输入到软件中，分别控制物体做高速度的匀速运动、高初速度的匀变速运动以及考虑重力影响下的低速度匀速运动，在以上每一运动状态下模拟物体从刚接触水面至完全没入自由液面以下的垂向入水过程，计算并提取相应的系数。之后基于上述系数和任意时刻物体的浸没深度、速度、加速度，计算其受到的垂向或水平砰击力。本发明方法考虑了流体重力对于砰击力的影响，因此适用于计算物体在低速度入水下的砰击力预测。当物体形状确定，本发明方法在预测砰击力时，仅与物体此刻的运动状态有关，而与物体的入水初始或者上一时刻的运动状态无关。

主权项：1.一种基于运动参数的二维结构物入水砰击力分解和计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、绘制二维物体模型，将绘制的二维物体模型输入到CFD软件中，模拟物体从刚接触水面至完全没入自由液面以下的垂向入水过程，其中，使物体做预设高速度的匀速入水运动，在此过程中，关闭流体的重力；步骤2、提取物体所受的垂向或水平砰击力F随浸没深度h的变化曲线，基于所述预设高速度的速度值获取第一个随浸没深度变化的系数Fvh；步骤3、在CFD软件中，模拟物体从刚接触水面至完全没入自由液面以下的垂向入水过程，其中，使物体做预设高初速度的匀变速运动，在此过程中，关闭流体的重力；步骤4、提取物体所受的垂向或水平砰击力F′随浸没深度h的变化曲线，在各个浸没深度下，基于步骤2中Fvh的值以及步骤3中物体的速度值和加速度值获取第二个随浸没深度变化的系数Fwh；步骤5、在CFD软件中，打开流体的重力，模拟物体从刚接触水面至完全没入自由液面以下的垂向入水过程，其中，使物体做预设低速度的匀速入水运动；步骤6、提取物体所受的垂向或水平砰击力F″随浸没深度h的变化曲线，在各个浸没深度下，基于步骤2中Fvh的值以及步骤5中物体的速度值获取第三个随浸没深度变化的系数Fgh；步骤7、基于任意时刻物体的浸没深度、速度、加速度以及Fvh、Fwh、Fgh计算二维结构物入水砰击力；所述步骤2中，通过如下方式提取第一个随浸没深度变化的系数Fvh： 其中：ρ是流体的密度，v表示预设高速度的速度值；所述步骤4中，通过如下方式提取第二个随浸没深度变化的系数Fwh： 其中，Fv是在步骤2中提取得到的系数在各个浸没深度下的值，v′是各个浸没深度下物体的速度值，a表示物体所做的匀变速运动的加速度值；所述步骤6中，通过如下方式提取第三个随浸没深度变化的系数Fgh： 其中，Fv是在步骤2中提取得到的系数在各个浸没深度下的值，v″是预设低速度的速度值；所述步骤7中，对于该二维物体，入水过程中任意时刻，当提前知晓其浸没深度、速度、加速度时，其所受的垂向或水平砰击力可用下式计算：fH＝ρV2FvH+ρAFaH+ρgFgH其中，f是受力值，H、V、A分别是此刻物体的浸没深度、速度、加速度，Fv、Fa、Fg分别是提取出来的仅与浸没深度相关的系数，ρ为流体的密度，g为重力加速度。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 大连理工大学 一种基于运动参数的二维结构物入水砰击力分解和计算方法

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