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龙图腾网获悉西安交通大学申请的专利基于无散度浸入边界法的潜艇流固耦合分析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：CN116933673B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-03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：202210996980.X，技术领域涉及：G06F30/28；该发明授权基于无散度浸入边界法的潜艇流固耦合分析方法是由张兴武;林凡伟;张涛;何燕飞;陈雪峰设计研发完成，并于2022-08-18向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于无散度浸入边界法的潜艇流固耦合分析方法在说明书摘要公布了：公开了基于无散度浸入边界法的潜艇流固耦合分析方法，方法中，采集二维潜艇外形与区域及其流体压力和流体速度速度，基于二维潜艇外形与区域流场建立网格，流场区域建立交错笛卡尔网格，其中将流体压力p和速度分量u，v分别存储在不同的网格，对于流域构造的交错笛卡尔网格进行空间离散化，进行无散度插值，通过快速傅里叶算法求解完成拉格朗日力无散度扩散到流体网格；完成时间步长中的流场计算，将其赋值给下一个时间步长，进行流场速度场更新，并进行下一个时间步长的计算。

本发明授权基于无散度浸入边界法的潜艇流固耦合分析方法在权利要求书中公布了：1.一种基于无散度浸入边界法的潜艇流固耦合分析方法，其特征在于，其包括以下步骤： 步骤一，采集二维潜艇外形与区域及其流体压力和流体速度，基于二维潜艇外形与区域流场建立网格，流场区域建立交错笛卡尔网格，其中将流体压力p和速度分量u，v分别存储在不同的笛卡尔网格，其中u为x方向速度分量，v为y方向速度分量；设置流体的周期计算域为Ω＝[0，L]2，其中Ω表示计算域；L为计算域长度；周期计算域以空间步长h＝LN被均匀地划分成N×N个欧拉网格，其中N为计算域某一方向的网格数量，对于流体压力p，将其存储在每个欧拉网格的中心位置，中心的位置为xi，j＝i+12h，j+12h，对于流体速度u＝u，v，将其存储在每个流体欧拉网格的边中心位置，x方向的流体速度的位置为xi-12，j＝ih，j+12h，y方向的流体速度的位置为xi，j-12＝i+12h，jh，针对潜艇外壳模型建立拉格朗日坐标； 步骤二，设置数值模拟初始条件，将潜艇初始外形视为大刚度的弹性边界进行纯流体定常模拟，流体速度在流域中为恒速，流域左侧更新流场速度使之保持恒定流入流域； 步骤三，对于流域构造的交错笛卡尔网格进行空间离散化，其中，构造中心差分算子： 其中：eββ＝1,2为二维空间的一组正交基底，这里使用沿着x方向和y方向的正交基底，e1＝1,0，e2＝0,1；φx为标量函数；使用对一阶偏导数的中心差分算子来定义矢量中心差分算子Dh，则 由于矢量中心差分算子对于粘性项中的拉普拉斯算子使用Dh·Dh，可定义拉普拉斯差分算子Lh： 式中：φx为标量函数；针对对流项的有限差分离散，根据不可压缩条件，采用反对称形式进行空间离散，其中：表示哈密顿算子； 式中：u为流体速度；uβ表示不同方向的速度分量；将其离散化并定义为反对称差分算子Sβ： 式中：为平均对流速度，其分量与uβ定义在同一网格上，采取u的平均值作为可得到粘性不可压缩流体的N-S方程离散结果： Dh·u＝0； 式中：ρ表示流体密度；p表示流体压力；μ表示流体粘性系数；fFSI表示流体力； 步骤四、为了进行无散度插值，通过亥霍姆兹分解得到关于ax的泊松方程，其中，首先令ax满足以下条件 式中：u0为速度均值，对上述条件进行旋度处理并利用向量的恒等性质 Dh×Dh×u＝DhDh·u-Lhu， 得到方程为-Lha＝Dh×u-u0＝Dh×u，通过快速傅里叶算法求解而建立一个定义在网格上的ax，应用通过正则化δ函数插值方案获得定义在拉格朗日网格点上的矢量AX，从而由定义的拉格朗日速度场自动无发散，得到式中：U为插值获得的拉格朗日边界点速度，x为欧拉坐标，X为拉格朗日边界点坐标；δh为正则化函数； 步骤五、根据拉格朗日变量与欧拉变量之间的能量守恒进行无散度力扩散，表征为式中：fFSI为流体力；FFSI为边界力；为定义的网格；Um和FFSI，m为第m个拉格朗日网格点的速度和流-固耦合力；M为拉格朗日网格点的总数；Δs为网格点间隔长度；利用离散向量恒等式可将上式转换为 其中， 通过无散度速度插值式与补充条件： 所有 式中：是任意的标量场，得到作用在欧拉网格上的流-固耦合力fFSIx的泊松方程： 并同样通过快速傅里叶算法求解完成拉格朗日力无散度扩散到流体网格； 步骤六、完成时间步长中的流场计算，得到了一个时间步长内的得到潜艇模型周围的速度场信息、压力场信息、模型受到流体对模型的作用力和模型的变形量，将其赋值给下一个时间步长作为初始值，进行流场速度场更新，并进行下一个时间步长的计算。

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