[发明专利]不规则波下带柔性气囊直升机横摇响应预报方法

说明书

本申请公开了一种不规则波下带柔性气囊直升机横摇响应预报方法，属于直升机迫降水上漂浮倾覆领域。包括：针对某一型号带柔性气囊直升机，划分有限元网格；导入有限元计算软件中，得到直升机横向静稳性曲线、平静水面下以及两个规则波浪下的直升机横摇响应曲线；根据考虑非线性项的阻尼公式以及平静水面下的直升机机横摇响应曲线，得到横摇动力学方程中的阻尼项；通过Matlab编程，得到规则波和不规则波下的波面方程；将不规则波下的波面方程和直升机横向静稳性曲线带入横摇动力学方程，得到不规则波下的直升机横摇响应曲线。本申请仅通过简单的编程以及若干个简单水面情况下的直升机流固耦合仿真计算，即可预报得到不规则波下直升机的横摇响应情况。

技术领域

本申请涉及直升机迫降水上漂浮倾覆领域，特别涉及一种不规则波下带柔性气囊直升机横摇响应预报方法。

背景技术

目前，国内外有关直升机水上漂浮的研究相对较少，且现多围绕将带漂浮系统直升机等效为单一刚体的方式进行数值仿真计算。但事实上，根据漂浮系统的不同，气囊及连接带的刚柔性所带来的影响是巨大的，经过计算发现，针对某一型号直升机的横向静稳性，当不考虑气囊及连接带柔性时，其静稳性曲线计算与试验相比最大误差高达83.3％，而考虑气囊柔性时，计算与试验相比最大误差仅19.1％。于此同时，实际海面上波浪较为复杂，根据不同海况定义，在同一海况下，波浪通常为不规则波浪。

但是，在本申请的研究过程中发现，现有的考虑柔性气囊及连接带多用直接流固耦合的计算方法，该计算方法计算时间较长，流固耦合通常无法较短时间内给出计算结果，因此，需要找到一种高效的计算方法研究考虑气囊及连接带柔性时，直升机在不规则波下的横向响应情况。

发明内容

本申请提供一种不规则波下带柔性气囊直升机横摇响应预报方法，以解决现有的计算带柔性气囊直升机横摇响应方法计算时间过长的问题。

一种不规则波下带柔性气囊直升机横摇响应预报方法，包括：

(1)针对某一型号带柔性气囊直升机，划分有限元网格；

(2)将所述有限元网格导入有限元计算软件中，得到直升机横向静稳性曲线、平静水面下以及两个规则波浪下的直升机横摇响应曲线；

(3)根据考虑非线性项的阻尼公式以及所述平静水面下的直升机机横摇响应曲线，得到横摇动力学方程中的阻尼项；

(4)通过Matlab编程，得到规则波和不规则波下的波面方程；

(5)将所述规则波下的波面方程、规则波浪下的直升机横摇响应曲线和直升机横向静稳性曲线带入所述横摇动力学方程，验证所述阻尼项的准确性；

(6)如果所述阻尼项准确，则将所述不规则波下的波面方程和直升机横向静稳性曲线带入横摇动力学方程，得到不规则波下的直升机横摇响应曲线，如果所述阻尼项不准确，则重复步骤(2)至(5)。

优选地，所述将所述有限元网格导入有限元计算软件中，得到直升机横向静稳性曲线、平静水面下以及两个规则波浪下的直升机横摇响应曲线，包括：

将所述有限元网格导入有限元计算软件中，通过等效水域压力方法，得到直升机横向静稳性曲线；

通过流固耦合方法，建立对应的水池，将直升机整体有限元模型与数值水池进行罚函数耦合，得到平静水面下以及两个规则波浪下的直升机横摇响应曲线。

优选地，所述将所述有限元网格导入有限元计算软件中，通过等效水域压力方法，得到直升机横向静稳性曲线包括：