[發明專利]一種液壓軟管流固耦合數值預測方法

在審

• 申請號: 201810520794.2
• 申請日: 2018-05-28
• 公開（公告）號: CN108763741A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 郭克紅;汪傳生;付平
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種液壓軟管流固耦合數值預測方法，其特征在于：其預測步驟如下：步驟一：建立流固耦合模型；步驟二：通過耦合算法對管道中流體數值進行計算；步驟三：對耦合數據進行采集；步驟四：通過數據對流固耦合數值預測。

2.根據權利要求1所述的一種液壓軟管流固耦合數值預測方法，其特征在于：建立流固耦合模型：第一步：建立管道模型ADINA-native方式幾何建模，分析方式選擇為隱式瞬態算法；管道模型選取直管，支撐方式：輸入端為固定支撐，中間為均布固定支撐，輸出端為簡支支撐；中間支撐數依據仿真條件選定；管道離散為9節點式殼單元，并假設為小變形，選擇網格密度為定長值；最后，在確認約束的正確性與網格劃分的合理性后，加上流固耦合的限制條件；第二步建立流體模型：流體模型的建立，先在User界面應用模塊ADINA-F，并勾選FSI；然后點Model菜單，定義特殊流體；流體單元為四面體的三維流體單元，與管道單元相反，流體單元假設為大變形，流體相對應的管道選擇無滑移模型。

3.根據權利要求1所述的一種液壓軟管流固耦合數值預測方法，其特征在于：通過耦合算法對管道中流體數值進行計算：采用分區迭代求解，在同一時間步內依次對CFD方程和計算固體學方程求解，通過交換固體域和流體域在流固耦合面的數據得到收斂結果，從而實現耦合求解；弱流固耦合算法的基本框架由氣動載荷映射、更新的CFD氣動模型、種植迭代、耦合界面位移映射、收斂、CFD求解器和CSD求解器組成，其中氣動載荷映射、更新的CFD氣動模型、種植迭代、耦合界面位移映射和收斂為流體域和結構域的數據交換接口模塊，用來連接CSD求解器和CFD求解器。

4.根據權利要求1所述的一種液壓軟管流固耦合數值預測方法，其特征在于：對耦合數據進行采集：流體域與固體域計算平臺無縫連接的實現對流固耦合數值的分析，采用MPCCI數據交換平臺，實現CFD與CSD之間的數據交換；以MPCCI為數據交換平臺的耦合系統，采用弱耦合方式時，在數據傳遞過程中對固體和流體分別進行求解，在耦合界面上進行數據交換從而對耦合數據進行采集。

5.根據權利要求1所述的一種液壓軟管流固耦合數值預測方法，其特征在于：通過數據對流固耦合數值預測：采用交錯積分耦分法可以預測流體和結構的各種非線性因素，也可預測極限環震蕩現象；(1)在流體力作用下對結構響應進行積分，推進至下一時刻；(2)把結構的邊界位移和運動傳遞給流體系統；(3)更新流體動態網格；(4)流體積分，計算新的流體壓力和應力場；(5)把流體壓力和應力轉換成結構載荷，傳遞給結構；操作步驟如下：啟動程序→輸入模型幾何參數→生成ADINA-native命令流文件→啟動ADINA-native軟件，并運行命令流文件，生成結果文件→輸入流體流動參數及求解參數→輸入管道材料參數，選擇結構分析類型→處理相關的ADINA-native結果文件，自動生成APDL命令流文件→啟動ANSYS批處理程序，并自動運行命令流文件，生成結果文件→是否收斂，若是則導出計算完成得到預測數據，若否，則導進導出變形后管道節點坐標，再導進生成ADINA-native命令流文件中依次操作直至導出。