[发明专利]一种大变形超弹性结构流激振动特性预测方法

摘要

本发明提出一种大变形超弹性结构流激振动特性预测方法，属于生物力学及其系统耦合模拟技术领域。将结构及其周围流场视为一个三维流固耦合系统，设计一套基于浸入边界法的耦合求解方法，获得超弹性结构流激振动特性和非定常流场特性。该方法采用两套网格，整个流体和结构组成的耦合系统区域在Euler描述下采用笛卡尔网格求解，固体区域在Lagrange描述下使用适体曲线网格求解。该发明方法不再使用动网格技术，避免了网格畸形以及离散网格几何不守恒等问题，能够有效地处理大变形柔性结构与流体的相互作用问题，尤其在柔性生物结构与流体的耦合运动中能得到广泛的应用。

主权项

1.一种大变形超弹性结构流激振动特性预测方法，其特征在于具体步骤包括：（1）利用网格划分模块，将整个流体和结构组成的耦合系统区域在Euler描述下采用笛卡尔网格划分，并将单元坐标信息输出到文件fnode.txt；超弹性体在Lagrange描述下使用适体曲线网格划分，相应网格节点信息文件输出到snode.txt；（2）利用初值计算模块，加载流体计算的边界条件，将流体和超弹性体组成的耦合系统区域看成Euler描述下单一流场的求解，求得流体和结构组成的耦合系统区域的稳态流场作为流场瞬态计算的初值条件；（3）利用浸入边界法模块，在时间上推进由超弹性结构和周围流场组成的整个物理系统，并设定流场计算模块、信息交换模块和弹性力计算模块；（4）调用结果输出模块，将步骤(3)得到的每一时间步计算的超弹性结构瞬态位移响应以及流场信息输出到文件result.txt；（5）根据步骤（4）得到的结果，设定时间步长为，要求计算的总物理时间为,时间步数为，若,则进入下一时间步，继续调用浸入边界法模块进行下一时间步的计算，即重复执行步骤（3）和（4）；若，则结束整个计算，得到预测的大变形超弹性结构流激振动特性结果。