[發明專利]一種航行器自由面跨越過程中的附加質量求解方法

在審

• 申請號: 201910983880.1
• 申請日: 2019-10-16
• 公開（公告）號: CN110738420A
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 李永利;吳虎勝;李博敏
• 申請（專利權）人: 中國人民武裝警察部隊工程大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06F17/11
• 代理公司: 61257 西安維賽恩專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 劉春

1.一種航行器自由面跨越過程中的附加質量求解方法，其特征在于，通過理論推導得出各個附加質量項與理想流體作用力和力矩的關系，對航行器跨越自由液面的過程建立流場數值模型，設定兩組速度相同、加速度相反的運動規律分別計算，并對航行器表面的壓強進行積分獲取表面受力情況，最后采用推導出的求解公式得到附加質量。

2.根據權利要求1所述的一種航行器自由面跨越過程中的附加質量求解方法，其特征在于：具體實現方法步驟如下：

步驟1、根據流體的勢流理論，只考慮航行器在xOy平面的運動，通過設置不同特定初始運動狀態，進而聯合推導得出航行器介質跨越過程中附加質量和附加質量變化率的求解公式：

其中，F_ix、F_iy分別為理想流體作用力在彈體坐標系x軸、y軸方向的分量，M_iz為理想流體動力繞z軸的轉動力矩，λ₁₁、λ₂₂、λ₂₆、λ₆₆為附加質量，為附加質量變化率，v_x、v_y、分別為x軸、y軸方向上的速度和加速度；F_ix+、F_ix-為理想流體作用力在彈體坐標系沿x軸方向上正、負方向的分量；、F_iy+、F_iy-為理想流體作用力在彈體坐標系沿y軸方向上正、負方向的分量；M_iy+、M_iy-為理想流體作用力在彈體坐標系航行器沿y軸正、負方向運動產生的力矩；M_iz+、M_iz-為理想流體作用力在彈體坐標系航行器沿繞z軸逆時針、順時針轉動產生的力矩；

步驟2、構建航行器跨越自由液面運動過程的流場數值模型；

步驟3、任意設定兩組速度相同、加速度相反的初始計算條件，即[υ,υ′,ω,ω′]和[υ,-υ′,ω,-ω′]，采用步驟2構建的數值模型分別進行仿真計算，得到航行器表面壓強；

步驟4，對步驟3計算所得到的航行器表面壓強進行積分，得到以下參數F_ix+、F_ix-、F_iy+、F_iy-、M_iy+、M_iy-、M_iz+和M_iz-的數值，將其代入步驟1的公式(1)中，計算得到附加質量和附加質量變化率。