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龙图腾网获悉湖南大学申请的专利一种飞行器输流管的非线性动力学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：CN119647002B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-01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：202411678122.6，技术领域涉及：G06F30/17；该发明授权一种飞行器输流管的非线性动力学分析方法是由任毅如;黎理知;金其多;杨宏源;孟子皓;邓亚斌设计研发完成，并于2024-11-22向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种飞行器输流管的非线性动力学分析方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种飞行器输流管的非线性动力学分析方法，属于飞行器输流管动力学技术领域。本发明根据哈密顿变分原理导出了稳定性和非线性动力学模型的控制方程，将二次摄动法推广到飞行器输流管的非线性分析中，提出一种摄动方案，并通过求解非线性动力学模型，计算飞行器输流管的初始挠度，基于所获得的飞行器输流管的初始挠度‑流速关系，计算飞行器输流管的固有频率和非线性频幅关系的近似解，最后开展飞行器输流管的稳定性和非线性动力学分析，建立飞行器输流管的非线性动力学响应数据库。本发明提供的分析方法计算精度高，综合考虑了飞行器输流管的非线性效应，对飞行器输流管的非线性动力学分析中具有重要意义。

本发明授权一种飞行器输流管的非线性动力学分析方法在权利要求书中公布了：1.一种飞行器输流管的非线性动力学分析方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤S1，基于飞行器输流管的结构参数构建结构模型，对所述结构模型进行内源激励和外载荷分析，构建飞行器输流管的位移场模型、几何关系模型以及本构关系模型； 步骤S2，基于哈密顿变分原理构建飞行器输流管应变能、动能和外力功的关系式，将步骤S1构建的位移场模型、本构模型和非线性几何关系模型代入表达式中得到广义位移表示的飞行器输流管传输超临界高速脉动流的非线性动力学模型； 步骤S3，采用二次摄动法提出飞行器输流管的广义位移和流速的二次摄动格式，以飞行器输流管的广义位移和流速的二次摄动格式对所述非线性动力学模型进行离散求解，得到飞行器输流管的流速与初始挠度的关系式； 步骤S4，采用二次摄动法提出外载荷和外载荷作用下飞行器输流管的广义位移的二次摄动格式，对所述非线性动力学模型进行离散求解，得到飞行器输流管载荷与位移关系的表达式，然后进一步利用谐波平衡法对非线性动力学模型进行求解，获取固有频率和非线性频率的近似解； 步骤S5，开展飞行器输流管的稳定性和非线性动力学分析，建立飞行器输流管的非线性动力学响应数据库； 所述位移场模型用于描述所述飞行器输流管的弯曲变形，选择为zhang-fu变形梁理论，表示为： ； 式中，和分别表示飞行器输流管在x和z方向上的位移，其中，、方向分别表示以飞行器输流管截面的圆心为坐标原点，以飞行器输流管轴线为轴，以垂直于地面的轴线为轴，以同时垂直于轴和轴的轴线为轴的笛卡尔坐标系内轴、轴所指示的方向；和表示飞行器输流管中平面上各点在x方向和z方向上的位移；表示中平面的转角，以飞行器输流管的弯曲截面在中平面的切线与正z轴的夹角表示；f和g表示高阶形状函数；表示偏导计算； 其中： ；；和； 式中，、和均表示由初始流动引起的初始挠度；和分别表示振动作用下飞行器输流管上的点在x和z方向上的位移；表示在振动作用下中平面的转角； ； 式中，、分别表示飞行器输流管的外径和内径；r表示飞行器输流管上坐标点x，y，z处的管道半径，； 所述几何关系模型为基于大变形和小应变的假设条件下，考虑初始挠度的非线性应变-位移关系，所述几何关系模型表示为： ； 式中，表示广义平面正应变；和分别表示为xy平面的剪切应变和xz平面的剪切应变； 所述本构关系模型表示为： ； 式中，分别表示x方向正应力、xy方向剪切应力和xz方向剪切应力；、分别表示飞行器输流管的弹性模量和泊松比； 哈密顿变分原理表示如下： ； 式中，、分别表示时间域t的积分上下限；表示变分计算；和分别表示飞行器输流管的虚动能和动能；和分别表示飞行器输流管内流体的虚动能和动能；和分别表示飞行器输流管的虚应变能和应变能；和分别表示外力虚功和外力功，其中： ； 式中，表示飞行器输流管区域；和分别表示飞行器输流管的密度和飞行器输流管内流体的密度；表示飞行器输流管内流体的流速；表示飞行器输流管的截面区域；表示飞行器输流管内流体的截面区域；表示外载荷，当外载荷不存在时，；L表示飞行器输流管的长度； 将飞行器输流管的本构关系模型和非线性几何关系代入上式，获得所述飞行器输流管的非线性动力学模型，表示为： ； 式中，表示单位长度的流体质量；表示刚度系数；表示飞行器输流管的广义密度，；其中： ； 。

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