[发明专利]一种结构气动网格力到有限元节点力的映射方法

说明书

本申请属于结构气动网格力到有限元节点力的映射技术领域，具体涉及一种结构气动网格力到有限元节点力的映射方法，包括：构建结构三维气动模型；构建结构有限元模型；将结构三维气动模型网格上气动力分配到结构有限元模型的节点上；以三维气动模型网格上气动力、结构有限元模型上节点力间总力守恒、总力矩守恒为约束条件，以虚功偏差最小为优化目标，对结构有限元模型上节点力进行优化。

技术领域

本申请属于结构气动网格力到有限元节点力的映射技术领域，具体涉及一种结构气动网格力到有限元节点力的映射方法。

背景技术

提高三维弹性载荷的计算精度，是飞机飞行载荷设计分析中的关键问题，在进行飞机三维弹性载荷计算时，需要将飞机结构三维气动模型网格上气动力映射到飞机结构有限元模型的节点上，然而，实际中由于飞机结构三维气动模型网格、飞机结构有限元模型网格不完全相匹配，在将飞机结构三维气动模型网格上气动力映射到飞机结构有限元模型的节点上时，会在不同程度上出现总力矩、虚功不守恒，映射精度低，力分布不合理，出现负升力或升力为零的现象，难以保证飞机三维弹性载荷的计算精度，影响对飞机飞行载荷分析的准确性。

鉴于上述技术缺陷的存在提出本申请。

需注意的是，以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本申请的目的是提供一种结构气动网格力到有限元节点力的映射方法，以克服或减轻已知存在的至少一方面的技术缺陷。

本申请的技术方案是：

一种结构气动网格力到有限元节点力的映射方法，包括：

构建结构三维气动模型；

构建结构有限元模型；

将结构三维气动模型网格上气动力分配到结构有限元模型的节点上；

以三维气动模型网格上气动力、结构有限元模型上节点力间总力守恒、总力矩守恒为约束条件，以虚功偏差最小为优化目标，对结构有限元模型上节点力进行优化。

根据本申请的至少一个实施例，上述的结构气动网格力到有限元节点力的映射方法中，所述构建结构三维气动模型，具体为：

构建基于高阶面源的结构三维气动模型。

根据本申请的至少一个实施例，上述的结构气动网格力到有限元节点力的映射方法中，所述将结构三维气动模型网格上气动力分配到结构有限元模型的节点上，具体为：

以最近邻域法，将结构三维气动模型网格上气动力分配到结构有限元模型的节点上。

根据本申请的至少一个实施例，上述的结构气动网格力到有限元节点力的映射方法中，对结构有限元模型上节点力进行优化时，保证z方向优化前后力不反号；

对结构有限元模型上节点力进行优化时，保证x、y方向优化前后偏差不超过偏差阈值。

根据本申请的至少一个实施例，上述的结构气动网格力到有限元节点力的映射方法中，对结构有限元模型上节点力进行优化时，构建如下优化式：

其中，

为结构有限元模型上优化后i节点力；

为结构有限元模型上i节点位移；

为结构有限元模型上i节点坐标；

为结构有限元模型上优化后i节点在x方向的力；