[发明专利]一种液压软管流固耦合数值预测方法

说明书

本发明公开了一种液压软管流固耦合数值预测方法，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。该一种液压软管流固耦合数值预测方法，通过建立了简支输流管道流固耦合传递矩阵模型，提出了多跨输流管道传递矩阵递推建模方法与长管道振动判据，进一步形成了固支数计算模型，并结合仿真分析，凝炼了固支数优化的理论基础和原则。

技术领域

本发明涉及流固耦合数值预测技术领域，具体为一种液压软管流固耦合数值预测方法。

背景技术

流固耦合力学是流体力学与固体力学交叉而生成的一门力学分支，它是研究变形固体在流场作用下的各种行为以及固体位形对流场影响这二者相互作用的一门科学。流固耦合力学的重要特征是两相介质之间的相互作用，变形固体在流体载荷作用下会产生变形或运动。变形或运动又反过来影响流，从而改变流体载荷的分布和大小，正是这种相互作用将在不同条件下产生形形色色的流固耦合现象。传统的液体在软管中流动时，不能有效的对耦合数据进行检测，从而使得管道在使用时会造成振动，从而影响管体的使用安全性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液压软管流固耦合数值预测方法，以解决现有的技术缺陷和不能达到的技术要求。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种液压软管流固耦合数值预测方法，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。

优选的，所述建立流固耦合模型：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。

优选的，所述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。

优选的，所述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。