[發(fā)明專利]計(jì)算流體力學(xué)與有限元分析聯(lián)合仿真方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110359211.4
• 申請(qǐng)日: 2021-04-02
• 公開（公告）號(hào): CN113033056A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁夢(mèng)龍;蔡建東;陳令凱;黃冠宇;王新林;謝安桓;張丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 之江實(shí)驗(yàn)室
• 主分類號(hào): G06F30/23
• 分類號(hào): G06F30/23;G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

1.一種計(jì)算流體力學(xué)與有限元分析聯(lián)合仿真方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：讀取CFD流體域體網(wǎng)格的壓力載荷計(jì)算結(jié)果文件和FEA網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)信息文件，并對(duì)源數(shù)據(jù)做一定預(yù)處理。

步驟二：對(duì)兩套網(wǎng)格進(jìn)行對(duì)齊。

步驟三：將CFD計(jì)算所得的壓力載荷分配到FEA網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)上。

步驟四：將FEA網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)力按FEA軟件中節(jié)點(diǎn)力的格式輸出到有限元軟件模型文件中。

步驟五：在FEA軟件中進(jìn)行在CFD計(jì)算的流體作用力下的有限元結(jié)構(gòu)分析。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述計(jì)算流體力學(xué)與有限元分析聯(lián)合仿真方法，其特征在于，所述步驟二具體為：通過(guò)設(shè)定平移量及旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行對(duì)齊，或直接輸入轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行平移、旋轉(zhuǎn)操作。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述計(jì)算流體力學(xué)與有限元分析聯(lián)合仿真方法，其特征在于，所述步驟三保證距CFD網(wǎng)格載荷所在位置越近的FEA網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)獲得更多的載荷分配，而對(duì)過(guò)遠(yuǎn)的FEA網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)不進(jìn)行載荷分配。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述計(jì)算流體力學(xué)與有限元分析聯(lián)合仿真方法，其特征在于，所述步驟三包括以下子步驟：

(3.1)遍歷所有CFD網(wǎng)格單元中心點(diǎn)，所述CFD網(wǎng)格單元中心點(diǎn)為計(jì)算流體力學(xué)軟件計(jì)算所得壓力分布的載荷所在點(diǎn)，計(jì)算對(duì)應(yīng)單元的搜索半徑r。

(3.2)針對(duì)每個(gè)CFD網(wǎng)格單元中心點(diǎn)，循環(huán)遍歷每個(gè)FEA網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)，計(jì)算FEA網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)與CFD網(wǎng)格單元中心點(diǎn)的距離d。

(3.3)判斷d與r大小關(guān)系，如果d＞r，則對(duì)應(yīng)FEA網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)標(biāo)記為不受影響節(jié)點(diǎn)，將不被分配載荷。

(3.4)所有符合d≤r的FEA網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)標(biāo)記為受影響的節(jié)點(diǎn)，將根據(jù)公式(1)距離計(jì)算每個(gè)受影響節(jié)點(diǎn)的權(quán)重w_j，調(diào)節(jié)k、p的值可改變權(quán)重與距離的關(guān)系。

(3.5)按公式(2)對(duì)每個(gè)FEA網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的權(quán)重進(jìn)行正則化得到使在各FEA網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)上分配載荷。

。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述計(jì)算流體力學(xué)與有限元分析聯(lián)合仿真方法，其特征在于，步驟(3.1)中，所述搜索半徑r為對(duì)應(yīng)單元網(wǎng)格大小乘以自定義的搜索因子。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述計(jì)算流體力學(xué)與有限元分析聯(lián)合仿真方法，其特征在于，當(dāng)搜索因子為0時(shí)，CFD網(wǎng)格單元中心點(diǎn)無(wú)法將載荷分配給鄰近FEA網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)；當(dāng)搜索因子為無(wú)窮大時(shí)，CFD網(wǎng)格單元中心點(diǎn)的載荷將嘗試分配給所有FEA網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述計(jì)算流體力學(xué)與有限元分析聯(lián)合仿真方法，其特征在于，步驟一中，所述預(yù)處理包括量綱統(tǒng)一、刪除無(wú)效數(shù)據(jù)等。