[发明专利]一种冲压翼伞后缘偏转过程流固耦合仿真方法及系统

权利要求书

1.一种冲压翼伞后缘偏转过程流固耦合仿真方法，其特征在于，所述方法包括：

对翼伞结构进行几何建模，获得所述翼伞结构的三维几何外形，所述翼伞结构为展开状态，且所述翼伞结构的气室为鼓包状态；

对所述三维几何外形进行网格划分，获得网格划分结果，基于所述网格划分结果和伞衣织物的材料参数，获得所述翼伞结构的第一网格模型；

基于所述翼伞结构的几何参数，确定包裹所述第一网格模型的第一流体域的几何参数；

基于所述第一网格模型的壳单元网格尺寸，设置所述第一流体域边线网格点的第一特征参数，基于所述第一特征参数生成所述第一流体域的第二网格模型；

基于所述第一网格模型和所述第二网格模型生成流固耦合网格模型；

基于所述流固耦合网格模型、所述材料参数、所述第一流体域的边界条件、所述翼伞结构的约束参数、所述翼伞结构的载荷条件和流固耦合求解相关参数进行所述翼伞结构的周围气场与所述翼伞结构的流固耦合仿真。

2.根据权利要求1所述的冲压翼伞后缘偏转过程流固耦合仿真方法，其特征在于，所述流固耦合仿真包括：

仿真第一阶段：仿真模拟所述翼伞结构的周围气场与所述翼伞结构的流固耦合动力学性能，所述载荷条件为载荷曲线参数值为0；

仿真第二阶段：在所述翼伞结构的后缘部分施加偏转的载荷曲线进行后缘偏转状态的流固耦合动力学仿真，所述载荷条件为载荷曲线参数值大于0。

3.根据权利要求1所述的冲压翼伞后缘偏转过程流固耦合仿真方法，其特征在于，本方法中所述翼伞结构的动力学控制方程为：

其中，为所述翼伞结构的材料密度，为柯氏应力张量，为作用在所述翼伞结构的外部力，为所述翼伞结构质点的速度矢量，为计算时间，为偏微分运算符号。

4.根据权利要求1所述的冲压翼伞后缘偏转过程流固耦合仿真方法，其特征在于，本方法采用薄膜单元对所述三维几何外形进行网格划分，所述薄膜单元的本构方程为：

其中，为翼伞结构薄膜单元的纵向应变，为翼伞结构薄膜单元的纵向应力, 为翼伞结构薄膜单元的纵向泊松比，为翼伞结构薄膜单元的纵向弹性模量，为翼伞结构薄膜单元的横向应变，为翼伞结构薄膜单元的横向应力，为翼伞结构薄膜单元的横向泊松比，为翼伞结构薄膜单元的横向弹性模量，为翼伞结构薄膜单元的切向应变，为翼伞结构薄膜单元的切应力，为翼伞结构薄膜单元的剪切模量，为翼伞结构薄膜单元的非线性系数。

5.根据权利要求1所述的冲压翼伞后缘偏转过程流固耦合仿真方法，其特征在于，本方法中所述第一流体域的动力学方程为：

其中，为所述第一流体域气体中流体域单元的密度，为所述第一流体域中流体域单元的速度矢量，为作用在所述第一流体域中流体域单元的外部力，为第一流体域中流体域单元的应力张量，为哈密尔顿算子，为求第一流体域中流体域单元对应速度张量的散度，为偏微分运算符号，为计算时间。

6.根据权利要求1所述的冲压翼伞后缘偏转过程流固耦合仿真方法，其特征在于，本方法中所述第一流体域的拉格朗日欧拉格式下控制方程为：

其中，为所述第一流体域气体中流体域单元的密度，v和w分别为所述第一流体域中流体域单元质点速度和流体域单元材料网格点速度；u_f为所述第一流体域中流体域单元的速度，u_f=v-w，为偏微分运算符号，为对所述第一流体域中流体域单元求散度，为计算时间；为所述第一流体域中流体域单元的应力张量，为所述第一流体域中流体域单元所受的外部法向力张量。

7.根据权利要求1所述的冲压翼伞后缘偏转过程流固耦合仿真方法，其特征在于，本方法基于罚函数法进行所述第一流体域中的流体域单元与所述翼伞结构中结构域单元之间节点力信息的传递计算。