申请/专利权人：之江实验室

申请日：2021-04-02

公开（公告）日：2024-04-05

公开（公告）号：CN113033056B

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.05#授权;2021.07.13#实质审查的生效;2021.06.25#公开

摘要：本发明公开了一种计算流体力学与有限元分析联合仿真方法，该方法通过编程读取计算流体力学CFD结果文件以及有限元分析FEA模型文件中的信息，实现了将CFD计算结果通过程序加载到任意FEA网格中进行联合仿真。本发明可灵活地读取CFD软件结果和FEA网格信息，并可灵活地选取载荷分配范围和方式，将流体产生的压力载荷合理地分配到结构网格之上，极好地解决了传统流固耦合中对界面贴合度要求较高的难题，使得计算流体力学和有限元程序联合仿真变得更为容易高效。

主权项：1.一种计算流体力学与有限元分析联合仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：读取CFD计算得到的机翼外表面压力载荷结果文件和机翼结构FEA网格节点信息文件，并对源数据做一定预处理；所述预处理包括量纲统一、删除无效数据；步骤二：通过设定平移量及旋转角度进行对齐，或直接输入转动矩阵对网格进行平移、旋转操作，对两套网格进行对齐；步骤三：将CFD计算所得的机翼外表面压力载荷分配到机翼结构FEA网格节点上；使得距CFD网格载荷所在位置越近的FEA网格节点获得更多的载荷分配，而对过远的FEA网格节点不进行载荷分配；具体子步骤如下：3.1遍历所有机翼外表面CFD网格单元中心点，所述CFD网格单元中心点为计算流体力学软件计算所得压力分布的载荷所在点，并根据对应单元网格大小乘以自定义的搜索因子，计算对应单元的搜索半径r；当搜索因子为0时，CFD网格单元中心点无法将载荷分配给邻近FEA网格节点；当搜索因子为无穷大时，CFD网格单元中心点的载荷将尝试分配给所有FEA网格节点；3.2针对每个机翼外表面CFD网格单元中心点，循环遍历每个机翼结构FEA网格节点，计算机翼结构FEA网格节点与机翼外表面CFD网格单元中心点的距离d；3.3判断d与r大小关系，如果dr，则对应机翼结构FEA网格节点标记为不受影响节点，将不被分配载荷；3.4所有符合d≤r的机翼结构FEA网格节点标记为受影响的节点，将根据公式1距离计算每个受影响节点的权重wj，调节k、p的值可改变权重与距离的关系； 3.5按公式2对每个机翼结构FEA网格节点的权重进行正则化得到使在各FEA网格节点上分配载荷； 步骤四：将机翼结构FEA网格节点力按FEA软件中节点力的格式输出到有限元软件模型文件中；步骤五：在FEA软件中进行在CFD计算的流体作用力下的有限元结构分析。

全文数据：

权利要求：

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