[发明专利]一种液压软管流固耦合数值预测方法

权利要求书

1.一种液压软管流固耦合数值预测方法，其特征在于：其预测步骤如下：步骤一：建立流固耦合模型；步骤二：通过耦合算法对管道中流体数值进行计算；步骤三：对耦合数据进行采集；步骤四：通过数据对流固耦合数值预测。

2.根据权利要求1所述的一种液压软管流固耦合数值预测方法，其特征在于：建立流固耦合模型：第一步：建立管道模型ADINA-native方式几何建模，分析方式选择为隐式瞬态算法；管道模型选取直管，支撑方式：输入端为固定支撑，中间为均布固定支撑，输出端为简支支撑；中间支撑数依据仿真条件选定；管道离散为9节点式壳单元，并假设为小变形，选择网格密度为定长值；最后，在确认约束的正确性与网格划分的合理性后，加上流固耦合的限制条件；第二步建立流体模型：流体模型的建立，先在User界面应用模块ADINA-F，并勾选FSI；然后点Model菜单，定义特殊流体；流体单元为四面体的三维流体单元，与管道单元相反，流体单元假设为大变形，流体相对应的管道选择无滑移模型。

3.根据权利要求1所述的一种液压软管流固耦合数值预测方法，其特征在于：通过耦合算法对管道中流体数值进行计算：采用分区迭代求解，在同一时间步内依次对CFD方程和计算固体学方程求解，通过交换固体域和流体域在流固耦合面的数据得到收敛结果，从而实现耦合求解；弱流固耦合算法的基本框架由气动载荷映射、更新的CFD气动模型、种植迭代、耦合界面位移映射、收敛、CFD求解器和CSD求解器组成，其中气动载荷映射、更新的CFD气动模型、种植迭代、耦合界面位移映射和收敛为流体域和结构域的数据交换接口模块，用来连接CSD求解器和CFD求解器。

4.根据权利要求1所述的一种液压软管流固耦合数值预测方法，其特征在于：对耦合数据进行采集：流体域与固体域计算平台无缝连接的实现对流固耦合数值的分析，采用MPCCI数据交换平台，实现CFD与CSD之间的数据交换；以MPCCI为数据交换平台的耦合系统，采用弱耦合方式时，在数据传递过程中对固体和流体分别进行求解，在耦合界面上进行数据交换从而对耦合数据进行采集。

5.根据权利要求1所述的一种液压软管流固耦合数值预测方法，其特征在于：通过数据对流固耦合数值预测：采用交错积分耦分法可以预测流体和结构的各种非线性因素，也可预测极限环震荡现象；(1)在流体力作用下对结构响应进行积分，推进至下一时刻；(2)把结构的边界位移和运动传递给流体系统；(3)更新流体动态网格；(4)流体积分，计算新的流体压力和应力场；(5)把流体压力和应力转换成结构载荷，传递给结构；操作步骤如下：启动程序→输入模型几何参数→生成ADINA-native命令流文件→启动ADINA-native软件，并运行命令流文件，生成结果文件→输入流体流动参数及求解参数→输入管道材料参数，选择结构分析类型→处理相关的ADINA-native结果文件，自动生成APDL命令流文件→启动ANSYS批处理程序，并自动运行命令流文件，生成结果文件→是否收敛，若是则导出计算完成得到预测数据，若否，则导进导出变形后管道节点坐标，再导进生成ADINA-native命令流文件中依次操作直至导出。