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公开(公告)号：CN118378555A
公开(公告)日：2024-07-23
申请号：CN202311318780.X
申请日：2023-10-12
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F30/28 , G06F119/14 , G06F111/10 , G06F113/08
Abstract: 本发明公开的基于数值流场和导数矩定理的二维空化两相流水动力重构方法，属于船舶工业和流体机械技术领域。本发明实现方法为：应用导数矩变换理论，将空化流场中运动物体受到的水动力重构为基于流场局部动力学变量的非定常水动力表达式，将流场非定常旋涡演化行为与宏观水动力结合。重构水动力公式能分析不同局部空间涡系的发展与演化对水动力贡献的影响方式及定量大小。二维空化水动力重构公式建立从流场获得水动力的通道，通过计算流体动力学CFD方法获得流场数据，计算出流动控制体内的数据作为水动力重构的输入数据，实现流场流动结构与非定常水动力之间的定量关联，并解析特征流动结构区间的水动力贡献，优化水翼结构，提高水翼升力、稳定性。
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公开(公告)号：CN113312858B
公开(公告)日：2022-08-26
申请号：CN202110635466.9
申请日：2021-06-07
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F30/28 , G06F17/12 , G06F113/08 , G06F113/26 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开的基于板理论的二维复合材料水翼流固耦合特性预测方法，属于复合材料水翼性能预测技术领域。本发明实现方法为：基于板理论建立复合材料水翼的运动学模型，结合流体动力计算的涡格法，形成简化二维流固耦合方法，分析有限展长水翼在无限流域中的流固耦合特性，获得复合材料水翼的水动力性能，实现对复合材料的有效力学行为、物理行为深入分析及预测，能够应用于复合材料水翼的水弹性性能预测，解决复合材料水翼强度及稳定性等相关工程问题。复合材料水翼流固耦合特性预测方法的应用领域包括流固耦合特性预测、水翼水动力性能预测、复合材料水翼的优化设计领域。本发明能够有效预测复合材料水翼产生的水动力变形，具有预测效率高的优点。
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公开(公告)号：CN113408077B
公开(公告)日：2022-06-17
申请号：CN202110785706.3
申请日：2021-07-12
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F30/17 , G06F30/28 , G06T17/00 , G06F111/06 , G06F111/10 , G06F113/08 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开的一种基于代理模型的锯齿形水翼前缘优化方法，涉及一种可抑制水翼表面流动分离并提高其水动力性能的锯齿形水翼前缘优化方法，属于流动控制技术领域。本发明的实现方法为：基于代理模型进行锯齿形水翼前缘的结构尺寸优化，能够高效率得到锯齿形水翼前缘凸结波幅与波长的组合，使经过锯齿形前缘优化的水翼表面的旋涡强度和压力脉动值满足所需工况要求，且使具有锯齿形前缘的水翼的升阻力系数优于光滑水翼，并有效的抑制或推迟水翼表面的流动分离，进而提升有锯齿形前缘水翼的水动力性能，解决流动控制应用领域工程技术问题。本发明具有优化效率高优点。所述工程技术问题包括提高水翼水动力性能与噪声性能、节约能源、提高经济效益。
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公开(公告)号：CN111444642B
公开(公告)日：2022-04-19
申请号：CN202010133569.0
申请日：2020-03-02
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F30/23 , G06F30/17 , G06N3/12 , G06F119/14 , G06F111/10 , G06F113/26
Abstract: 本发明公开的一种基于神经网络的复合材料螺旋桨铺层角优化方法，属于叶轮机械仿真技术领域。本发明通过建立复合材料螺旋桨有限元模型，将其与复合材料螺旋桨计算流体力学模型进行双向流固耦合计算，得到对应敞水特性曲线；采用正交试验设计方法对铺层角组合及其对应的水动力性能数据进行预处理；根据所得的复合材料螺旋桨的推进效率建立多目标适应度函数，并建立铺层角与推进效率之间的关系；以整数编码方式对铺层角度进行编码以建立初始种群，基于多目标遗传算法实现复合材料螺旋桨铺层优化，经过铺层角优化的复合材料螺旋桨的推进效率和推力系数满足所需工况要求，延长螺旋桨的使用寿命，提高其水动力性能与噪声性能，节约能源，提高经济效益。
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公开(公告)号：CN111159950B
公开(公告)日：2021-06-01
申请号：CN201911400864.1
申请日：2019-12-30
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明涉及基于声固耦合的复合材料螺旋桨预应力湿模态预测方法，属于叶轮机械仿真技术领域。本发明基于有限元原理，将复合材料螺旋桨的流固耦合湿模态预测通过声固耦合方法实现，通过建立复合材料螺旋桨模型，同时建立相应的流场区域，对复合材料螺旋桨模型模型和流场区域进行网格划分，导入预应力，然后进行分析参数设置，最后输出模态分析结果，能够得出预应力湿模态频率及振型。本发明可预测复合材料螺旋桨在各种振源作用下产生的实际振动响应，充分考虑流体的附加质量的影响，能够实现对复合材料螺旋桨预应力湿模态的高精度预测，提高预测的真实度与可信度。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110704965B
公开(公告)日：2021-02-09
申请号：CN201910875680.4
申请日：2019-09-17
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F30/17
Abstract: 本发明涉及一种适用于动边界空化绕流的空化模型修正方法，属于水力机械技术领域。通过漩涡结构判定准则来定义滤波尺度，基于滤波尺度将流场划分为漩涡区域与非漩涡区域；然后针对漩涡区域的空化模型的蒸发相系数Cd乘以蒸发相动态修正系数fd，凝结相系数Cp乘以凝结相动态修正系数fp，非漩涡区域的空化模型蒸发相系数Cd、凝结相系数Cp保持原始模型数值。然后将蒸发相系数Cd、凝结相系数Cp再次带入空化模型质量传输方程中进行空化流场的求解。本发明采用漩涡结构作为滤波尺度，将数值预测模拟与空化流场信息相联系，考虑了动态边界对空化模型中汽液两相质量传输的影响，大大提高了动边界空化绕流预测精度。
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公开(公告)号：CN109711093B
公开(公告)日：2020-09-15
申请号：CN201910043445.0
申请日：2019-01-17
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明涉及一种船用复合材料螺旋桨预变形优化方法，属于叶轮机械仿真技术领域。本发明通过建立复合材料螺旋桨有限元模型，并将其与复合材料螺旋桨计算流体力学模型进行双向流固耦合计算，基于结果提取出桨叶各叶切面上特征点处沿坐标方向的变形值，然后将该变形值反向叠加到螺旋桨坐标转换公式中进行预变形处理，最终得到预变形复合材料螺旋桨。本发明综合考虑了流固耦合作用下复合材料螺旋桨叶片变形引起的螺旋桨螺距角、侧斜及纵斜等几何参数的变化，提高了预变形设计的精确性；且本发明通用性较强、普适性较高；相比现有预变形设计方法，具有计算量小，计算简便，可实现参数化、程序化设计的优点，节省了大量的计算资源及时间。
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公开(公告)号：CN110006628A
公开(公告)日：2019-07-12
申请号：CN201910431619.0
申请日：2019-05-22
Applicant: 北京理工大学
IPC: G01M10/00
Abstract: 本发明涉及一种基于循环水洞的水下推进器射流流场可视化观测系统，属于水利水电工程、海洋船舶与水下航行器工程技术领域。将光源和高速相机放置于前侧玻璃视窗处，压力传感器和温度传感器交叉均布在后侧不锈钢板上；将水洞实验段内充满水，接通压缩空气管，对燃烧气腔内部进行吹扫，待气腔内部不存在液体水时接通可燃气体管，同时启动点火针进行点火；根据水洞实验段内流场结构设置另外一架相机和光源的具体位置，点火成功后即可开始实验观测和数据测量等工作。本发明的系统对气体物质属性、气体温度、气体压力以及水流速度对流场结构与流场特征变化的影响进行试验研究。可实现水流速度的精确控制，并可实现空气和燃气的快速切换。
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公开(公告)号：CN107894323A
公开(公告)日：2018-04-10
申请号：CN201711132980.0
申请日：2017-11-15
Applicant: 北京理工大学
IPC: G01M10/00
Abstract: 本发明涉及一种水洞实验用振荡水翼装置，属于水利水电工程、海洋船舶工程技术领域。装置包括传动机构固定板、伺服电机、调节套筒、装置固定板、旋转变压器和力矩传感器等；伺服电机、后外壳与前外壳依次固定连接；与轴套固定在伺服电机的电机轴上，力矩传感器安装在轴套上；传动轴穿过旋转变压器后与力矩传感器固定连接；两个传动机构固定板横向平行固定连接在后外壳两侧；传动机构固定板和装置固定板通过支撑柱固定连接；调节套筒套在支撑柱上，且位于传动机构固定板和装置固定板之间；传动轴与被测的水翼模型固定连接。本发明通过压紧方式实现装置良好密封，利用旋转变压器以及力矩传感器实现对水翼运动的精确控制以及力矩的实时监测测量。
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公开(公告)号：CN104298869B
公开(公告)日：2017-07-25
申请号：CN201410523228.9
申请日：2014-10-07
Applicant: 北京理工大学
IPC: G06F17/50
Abstract: 本发明涉及一种弹性水翼的流固耦合特性数值预测方法，属于叶轮机械模拟技术领域。本方法通过建立二维流域及水翼几何模型，对二维流域网格进行划分，建立计算流体力学模型，再进行初始定常流场数值计算和非定常流场的流固耦合数值计算，然后对计算结果进行后处理，获得流场结构与水翼变形随时间的动态变化过程。本方法充分考虑了附加质量效应对流动的影响，提高了数值计算的稳定性和数值预测结果的可信度；能够实现对绕弹性水翼流动诱导振动现象进行快速、高精度的数值预测，通过计算流体力学软件的二次开发，嵌入流固耦合算法，增强了数值计算方法选择的灵活性。
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