[发明专利]一种轻流体下和结构的声振耦合的模拟方法有效
申请号: | 202210845618.2 | 申请日: | 2022-07-19 |
公开(公告)号: | CN114912333B | 公开(公告)日: | 2022-11-04 |
发明(设计)人: | 蒋光南;曾奇 | 申请(专利权)人: | 上海索辰信息科技股份有限公司 |
主分类号: | G06F30/23 | 分类号: | G06F30/23;G06F17/16;G06F17/11;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/14 |
代理公司: | 上海申汇专利代理有限公司 31001 | 代理人: | 翁若莹;徐颖 |
地址: | 200120 上海市浦东新区中国(*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 流体 结构 耦合 模拟 方法 | ||
1.一种轻流体下和结构的声振耦合的模拟方法,其特征在于,具体包括如下步骤:
1)控制方程建立:设结构Ω
2)在步骤1)基础上,建立耦合问题的变分公式:在结构和内部流体定义的正则容许函数,再应用格林公式,获得压力流体加载条件下结构方程的弱积分公式和结构边界位移作用下流体方程的弱积分公式;
3)对步骤2)公式有限元离散化为结构的质量矩阵和刚度矩阵、作用于结构上的外部加载节点向量、流体的动能和压缩能矩阵以及结构与流体之间的表面耦合矩阵后,采用流体-结构界面的有限元离散化,获得耦合系统方程的离散化;
4)在不可压缩流体情况下,根据节点值对耦合系统的直接解析或模态分解的方法求解步骤3)耦合系统方程,得到结构的位移;
5)可压缩流体情况下,耦合系统投影到非耦合系统和流体模态基础上,计算出结构的动能和流场内声压的分布情况。
2.根据权利要求1所述轻流体下和结构的声振耦合的模拟方法,其特征在于,所述流体为气体或液体。
3.根据权利要求2所述轻流体下和结构的声振耦合的模拟方法,其特征在于,所述结构位移和流体中声压方程写为如下:
线性弹性动力学方程:(1),在结构Ω
其中为结构应力张量,
施加在结构Ω
(2),在外表面∂Ω
由结构与内流体连接表面∂Ω
(3),在内表面∂Ω
其中为流体中的声压,和分别是结构和流体的向外法线;
施加的位移向量:(4),在表面∂Ω
亥姆霍兹方程:(5),在流体Ω
其中
结构∂Ω
,则线性化的欧拉方程:
(6),在内表面∂Ω
其中
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