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龙图腾网获悉北京航空航天大学申请的专利基于有限体积法的短峰波海浪动力响应分析方法及系统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：CN119647333B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-17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：202411742117.7，技术领域涉及：G06F30/28；该发明授权基于有限体积法的短峰波海浪动力响应分析方法及系统是由张家煊;郭永红;曲鲁斌;郑双伟;洪冠新;刘刚设计研发完成，并于2024-11-29向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于有限体积法的短峰波海浪动力响应分析方法及系统在说明书摘要公布了：本发明提供了一种基于有限体积法的短峰波海浪动力响应分析方法及系统，基于在不同海况下的风浪特征参数以及舰船的运动状态参数建立短峰波风浪模型，在地面坐标下计算得到第一波面方程，并采用坐标及频率变换方法将位于地面坐标系下的第一波面方程转换到船体稳定坐标系内，得到适用于舰船周围环境的第二波面方程，再建立由海浪引起的波动压强模型，并采用史密斯修正项法对波动压强模型进行修正，以及通过谐波叠加分析法得到多波叠加波动压强模型；最后基于有限体积法构造出广义干扰力，可以更准确地预测舰船在风浪中的动态响应，且能够有效地对复杂船体所受波浪力进行建模与仿真，有效提高了计算精度。

本发明授权基于有限体积法的短峰波海浪动力响应分析方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种基于有限体积法的短峰波海浪动力响应分析方法，其特征在于，包括以下步骤： 参数获取及坐标系建立步骤：获取在不同海况下的风浪特征参数以及舰船的运动状态参数，并以海平面上任意一点为原点、舰船运动方向为纵向轴、舰船右舷且平行于海平面的方向为横向轴、地心为垂向轴建立地面坐标系；以舰船质心为原点、舰船运动方向为纵向轴、舰船右舷且平行于海平面的方向为横向轴、地心为垂向轴建立船体稳定坐标系；以舰船质心为原点、舰船舰艏的方向为纵向轴、舰船右舷的方向为横向轴、舰船底部的方向为垂向轴建立船体坐标系；所述风浪特征参数包括波幅、波数、风浪的主传播方向、风浪谐波的传播方向、风浪角频率、风浪形态变换的时间、风浪固有周期以及风浪固有波速；所述舰船的运动状态参数包括舰船航速、遭遇周期和遭遇角频率； 短峰波风浪模型构建步骤：在地面坐标系下，基于波幅、波数、风浪的主传播方向、风浪谐波的传播方向以及风浪形态变换的时间建立关于海浪波高的平面进行波方程，并根据平面进行波方程递推得到短峰波风浪模型； 波面方程及海浪波高计算步骤：根据风浪谐波的传播方向计算出短峰波海浪的方向谱，并在地面坐标下，根据波幅和海水密度构建关于长峰波海浪能量的第一表达式，根据风浪角频率以及基于风浪角频率设定的频带宽度建立角频率区间，进而得到在角频率区间内关于长峰波海浪能量的第二表达式，由第二表达式递推得到关于长峰波能量谱的第三表达式，进而计算出长峰波能量谱；根据短峰波海浪的方向谱和长峰波能量谱计算出短峰波风浪谱，基于短峰波风浪谱建立关于短峰波海浪能量的第四表达式，由第四表达式和短峰波风浪模型计算得到短峰波风浪的第一波面方程；然后建立遭遇周期与遭遇角频率的第一关系式，并将舰船航速方向与风浪主传播方向的夹角作为舰船遭遇角，基于舰船遭遇角、风浪固有周期、风浪固有波速以及舰船航速建立关于遭遇周期的第二关系式，并基于舰船遭遇角、风浪角频率、风浪固有波速以及舰船航速建立关于遭遇角频率的第三关系式；基于第一关系式、第二关系式和第三关系式，并采用坐标及频率变换方法将位于地面坐标系下的第一波面方程转换到船体稳定坐标系内，得到适用于舰船周围环境的第二波面方程，并根据第二波面方程计算出舰船在航行过程中所遇到的海浪波高； 多波叠加波动压强模型获取步骤：在船体稳定坐标系下，根据静水条件下的液面深度和舰船在航行过程中所遇到的海浪波高计算出水下某点距自由液面的海面深度，并根据海面深度和大气压强构建出关于水下某点压强的第五表达式；根据第五表达式和短峰波风浪模型计算出在短峰波海浪条件下水下某点压强的第六表达式；根据第六表达式得到由海浪引起的波动压强模型，并采用史密斯修正项法对波动压强模型进行修正，得到修正后的波动压强模型；并通过谐波叠加分析法将修正后的波动压强模型表示为多个余弦波的叠加，得到多波叠加波动压强模型； 广义波浪干扰力构造步骤：在船体稳定坐标系下，基于有限体积法将船舶划分为多个三角形面元，并将船舶质心指向某个三角形面元形心的矢量作为该三角形面元的矢径，根据多波叠加波动压强模型计算出该三角形面元所受的波动压强，并根据该三角形面元的面积、法向量以及波动压强计算出该三角形面元所受的波浪力，根据该三角形面元的矢径以及计算出的波浪力计算出该三角形面元所受的波浪力矩；基于所有三角形面元所受的波浪力和波浪力矩，分别计算出船舶整体的波浪力和波浪力矩；并采用坐标及频率变换方法将位于船体稳定坐标系下船舶整体的波浪力和波浪力矩转换到船体坐标系内，分别得到船舶整体波浪力的分量列阵和船舶整体波浪力矩的分量列阵，进而构造出广义波浪干扰力，以实现短峰波海浪动力响应分析。

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