(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111491442.7 (22)申请日 2021.12.08 (71)申请人 西安前沿动力软件开发有限责任公 司 地址 710000 陕西省西安市高新区丈 八街 办丈八六路南段融城东海A 楼1101号 (72)发明人 郭钊　胡光初　 (74)专利代理 机构 北京众合诚成知识产权代理 有限公司 1 1246 代理人 李力 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于物质点法的流固耦合高效插值计 算方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于物质 点法的流固耦 合高效插值计算方法， 涉及力学领域。 本发明包 括以下步骤： 导入网格； 进行流体求解； 将流体求 解结果插值到网格上， 获得结构载荷； 求解结构 力学方程， 获得结构有限元网格节 点位移以及位 移插值； 将节点位移插值至网格， 得到流体网格 每个节点的位移； 输出计算结果。 本发明建立了 基于物质点法的流固耦合数据交换机制， 成功将 物质点法应用于流固耦合的分析中， 其特点是不 用划分网格， 在精度和 效率不损失的前提下， 可 以适应大变形的计算中。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 114201899 A 2022.03.18 CN 114201899 A 1.一种基于物质点法的流固耦合高效插值计算方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 导入网格； 进行流体求 解； 将流体求 解结果插值到网格上， 获得 结构载荷； 求解结构力学 方程， 获得 结构有限元网格节点 位移以及位移插值； 将结构壁面网格节点位移插值至流体网格边界， 得到流体网格边界节点的位移， 重构 网格后再进行流场计算； 输出计算结果。 2.根据权利要求1所述的一种基于物质点法的流固耦合高效插值计算方法， 其特征在 于， 进行流体求解前需要进行流体计算设置， 包括设置物性参数、 计算模型、 离散格式的选 择、 控制参数。 3.根据权利要求1所述的一种基于物质点法的流固耦合高效插值计算方法， 其特征在 于， 还包括获得每 个网格的位移后， 重构网格， 得到新的网格。 4.根据权利要求1所述的一种基于物质点法的流固耦合高效插值计算方法， 其特征在 于， 所述结构力学 方程 其中， M为质量矩阵， C为阻尼矩阵， K为刚度矩阵， Q为插之后有限元网格上的气动力， x 为节点位移。 5.根据权利要求1所述的一种基于物质点法的流固耦合高效插值计算方法， 其特征在 于， 将节点 位移插值至网格， 单 元插值模式包括线单 元、 三角形 单元和四边形 单元。 6.根据权利要求5所述的一种基于物质点法的流固耦合高效插值计算方法， 其特征在 于， 所述线单 元的形函数如下： N1( ξ 1, ξ2)＝ξ 1＝x/L； N2( ξ 1, ξ2)＝ξ2＝1 ‑ξ 1； 其中， Ni( ξ1, ξ2)为用参数坐标表示的形函数， ξ 1, ξ2 表示参数坐标。 7.根据权利要求5所述的一种基于物质点法的流固耦合高效插值计算方法， 其特征在 于， 所述三角单元的形函数如下 其中， AT＝A1+A2+A3， ξ1, ξ2表示参数坐标； N1( ξ1, ξ2)、 N2( ξ1, ξ2)、 N3( ξ1, ξ2)表示三角形单 元的3个形函数； AT表示三角形单元的面积； 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114201899 A 2其中， a1、 b1、 c1分别为待定常数， (x,y)为节点 坐标。 8.根据权利要求5所述的一种基于物质点法的流固耦合高效插值计算方法， 其特征在 于， 所述四边形 单元的形函数如下： N1( ξ1, ξ2)＝(1‑ξ1)(1‑ξ2)； N2( ξ1, ξ2)＝ξ1(1‑ξ2)； N3( ξ1, ξ2)＝ξ1ξ2； N4( ξ1, ξ2)＝(1‑ξ1)ξ2； ξ1, ξ2表示参数坐标； 其中， N1( ξ1, ξ2)、 N2( ξ1, ξ2)、 N3( ξ1, ξ2)、 N4( ξ1, ξ2)表示四边形单元 的4个形函数； ξ1， ξ2表示参数坐标。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114201899 A 3