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龙图腾网获悉哈尔滨工业大学(威海)申请的专利一种考虑波流—管道—海床耦合的动力学计算方法、设备及介质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：CN121615300B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-10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：202610150127.4，技术领域涉及：G06F30/18；该发明授权一种考虑波流—管道—海床耦合的动力学计算方法、设备及介质是由于昌利;于勇杰;杨硕;张兴明设计研发完成，并于2026-02-03向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种考虑波流—管道—海床耦合的动力学计算方法、设备及介质在说明书摘要公布了：本发明公开了一种考虑波流—管道—海床耦合的动力学计算方法、设备及介质，属于动力学计算技术领域，包括：定义几何特征与材料参数，建立计算模型；流固耦合方程通过CFD求解器与结构动力学模型联合计算；根据流体对海床的冲刷剪应力判断海床冲刷的启动和停止，更新发生冲刷区域的海床高程，计算冲刷区域的坡度并与泥沙休止角进行比较，通过比较对海床局部坡度进行滑塌控制和平滑；海床局部坡度滑塌控制和平滑完成后，根据流体对管道结构的升力和拖曳力求解结构振动响应。本发明能够在波浪、海床演化与管道振动的同步动态过程中，同时预测局部冲刷深度演化与管道振动幅值，稳健输出管道位移、速度与应力等运动响应时程。

本发明授权一种考虑波流—管道—海床耦合的动力学计算方法、设备及介质在权利要求书中公布了：1.一种考虑波流—管道—海床耦合的动力学计算方法，其特征在于：包括， 定义研究对象的几何特征与材料参数，建立包含管道、海床及周围流体域的计算模型； 进行流固耦合方程通过CFD求解器与结构动力学模型联合计算，获取流体对海床的冲刷剪应力以及对管道结构的升力和拖曳力； 根据流体对海床的冲刷剪应力判断海床冲刷的启动和停止，更新发生冲刷区域的海床高程，计算冲刷区域的坡度并与泥沙休止角进行比较，通过比较对海床局部坡度进行滑塌控制和平滑； 海床局部坡度滑塌控制和平滑完成后，根据流体对管道结构的升力和拖曳力求解结构振动响应； 所述联合计算包括，设置时间步长、总分析步数以及流体入口流速、湍流动能与湍流耗散率以及动网格更新方法，设置完成后，定义管道初始位移、速度、加速度，并根据实际工况设置质量、阻尼、刚度特性和附加质量，据此确定流固耦合系统的初始状态； 所述联合计算还包括定义波浪流速场以及判定泥沙起动； 所述定义波浪流速场包括，采用二阶Stokes波理论定义水质点的速度分布，使波浪传播与流体运动特征随时间演化，其中流体流动由波浪势函数控制； 所述判定泥沙起动包括，在流场计算中，通过提取海床表面处的壁面冲刷剪应力，判断泥沙是否进入起动状态，同时利用Shields参数评价泥沙的受力状况，当实际冲刷剪应力超过临界值时，泥沙被认为已发生起动； 判断泥沙发生启动后，在每个时间步内根据局部流速和冲刷剪应力计算泥沙输运能力； 所述联合计算还包括更新推移质输沙与海床以及求解管道振动响应； 所述更新推移质输沙包括，根据每个时间步内得到的泥沙输运能力计算海床的高程变化，并在每个时间步计算后更新海床表面的高程，以反映局部冲刷与淤积过程；若某一时刻海床局部坡度超过泥沙休止角，则触发后续的滑塌修正与网格平滑更新流程，若海床局部坡度未超过泥沙休止角，则跳过网格平滑更新流程； 所述求解管道振动响应包括，在海床滑塌修正与网格平滑流程后更新流场的变化，根据更新后的流场流速计算流体对管道结构的升力和拖曳力，通过Newmark-β积分方法求解管道的位移、速度和加速度，并驱动网格运动变形，以反应管道结构在水动力作用下的振动响应，管道结构振动响应更新后进入下一时刻的流场计算，实现流固双向耦合。

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