恭喜哈尔滨工程大学三亚南海创新发展基地;哈尔滨工程大学赵玄烈获国家专利权
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龙图腾网恭喜哈尔滨工程大学三亚南海创新发展基地;哈尔滨工程大学申请的专利一种能量吸收/耗散式海洋结构物高效水动力模拟方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119962442B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-27发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510442490.9,技术领域涉及:G06F30/28;该发明授权一种能量吸收/耗散式海洋结构物高效水动力模拟方法是由赵玄烈;潘士琦;张昊宸;王晓航;耿敬设计研发完成,并于2025-04-10向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种能量吸收/耗散式海洋结构物高效水动力模拟方法在说明书摘要公布了:本发明公开一种能量吸收耗散式海洋结构物高效水动力模拟方法,属于海洋波能利用技术领域,获取瞬时流量数据,引入非线性阻力,基于Darcy‑Forchheimer方程确定水动力模拟方法;通过开孔板的孔隙率和几何特性,结合经验公式计算开孔板的阻力系数;建立OWC装置重建几何模型,并对其网格划分,设置多孔介质区域与插入源项,进行数值模拟,获取数据并验证流体的动态行为的高效性。本发明以振荡水柱式(OWC)波能装置为例,引入多孔介质替代传统的小孔口和开孔板阻尼方式,解决因小孔口导致计算效率低下的问题,同时利用Darcy‑Forchheimer公式计算非线性阻力系数,最后数值模拟和验证,确保模拟结果的高精度,为后续的水动力数值模拟方法提供科学依据和技术支持。
本发明授权一种能量吸收/耗散式海洋结构物高效水动力模拟方法在权利要求书中公布了:1.一种能量吸收耗散式海洋结构物高效水动力模拟方法,其特征在于,包括: 步骤S1,获取气室内的瞬时流量数据,结合线性阻力和非线性阻力,基于Darcy-Forchheimer方程确定水动力模拟方法; 步骤Sa1,分别通过浪高仪实验和数值模拟方法获取气室内的实验瞬时流量和模拟瞬时流量; 步骤Sa2,将实验瞬时流量和模拟瞬时流量进行双重验证与数据融合,得到瞬时流量数据; 步骤Sa3,将瞬时流量数据及对应的局部压力降数据,结合线性阻力和非线性阻力,基于Darcy-Forchheimer方程确定水动力模拟方法; ①数据准备 借助瞬时流量数据及对应的局部压力降数据,对其进行预处理,包括滤波、平滑; ②建立数值模型 基于Darcy-Forchheimer方程描述多孔介质中流体流动的阻力特性,综合线性和非线性流动效应,建立数值模型;通过编写自定义程序计算多孔介质中的Darcy-Forchheimer系数,借助瞬时流量数据和相关参数计算局部压力降,其计算公式为: ; ; ; 式中为局部压力降,q为瞬时流量数据,为横截面积,为流体动力粘度,为流体密度,为由流体粘性引起的线性阻力,适用于低速流动,为线性阻力系数;为由惯性效应引起的非线性阻力,适用于高速流动,为非线性阻力系数; 对于仅含线性项多孔介质的数值模型,令基于线性假设的阻力系数F=0,简化方程为: ; 进一步推导得到线性阻力系数D的表达式: ; 而对于考虑非线性项多孔介质的数值模型,引入二次非线性项,假设基于非线性假设的阻力系数D=0,简化方程为: ; 式中为非线性阻力系数,为流体密度,为瞬时流量数据,为横截面积; 进一步推导得到非线性阻力系数F的表达式: ; 通过比较仅含线性项系数D的多孔介质数值模型和当前考虑非线性项系数F多孔介质的数值模型描述的阻力特性情况,进而确认基于Darcy-Forchheimer方程的水动力模拟方法; 步骤S2,对于施加开孔板的OWC装置,通过开孔板的孔隙率和几何特性,结合经验公式计算开孔板的阻力系数; 步骤S3,建立OWC装置的重建几何模型,并对重建几何模型网格划分,设置多孔介质区域与插入源项,进行数值模拟,获取重建几何模型在不同波浪条件下的响应数据,最后验证数值模型中流体动态行为的精准性和高效性。
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