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龙图腾网获悉中交四航工程研究院有限公司申请的专利一种基于多向不规则波谱的水动力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：CN119962424B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-05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：202510023810.7，技术领域涉及：G06F30/28；该发明授权一种基于多向不规则波谱的水动力分析方法及系统是由林美鸿;应宗权;沈文耿;王雪刚;温承永;左华楠设计研发完成，并于2025-01-07向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于多向不规则波谱的水动力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多向不规则波谱的水动力分析方法及系统，适用水动力分析技术领域。水动力分析方法包括多向不规则波谱生成、模型构建、频域计算、时域计算、系泊缆绳运动计算、集成求解和并行求解；水动力分析系统包括体定义模块、网格生成和检查模块、求解器前处理模块、方程组生成模块、方程组集成分离模块、求解器求解模块、求解模型打开和保存模块、网格显示模块、结果显示模块和脚本处理模块；通过引入系泊缆绳运动计算获得更精确的浮体结构水动力分析结果，然后将水动力分析方法集成到计算机存储介质，在迭代计算过程中引入树形结构存储计算方程，将树形结构计算任务分配到多个线程中实现并行计算，最大化利用计算资源，缩短计算时间。

本发明授权一种基于多向不规则波谱的水动力分析方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种基于多向不规则波谱的水动力分析方法，其特征在于包含以下七个步骤： S101多向不规则波谱生成； 所述多向不规则波谱生成，包括通过式1计算多向不规则波谱； Sω,θ＝SωGω,θ1 式中，ω为频率，θ为波的方向角，Sω为频谱，Gω,θ为方向分布函数； S102模型构建； 所述模型构建，包括对于浮体结构的湿表面以下区域进行细致的网格划分，网格类型根据所需的精确度和计算效率采用不等步长算法生成； S103频域计算； 所述频域计算，包括基于势流理论和切片理论，利用多向不规则波谱和构建的模型对流场入射势、辐射势、绕射势进行求解，并为这些势流确定边界条件，进而计算流体的附加质量Aω、阻尼系数C、衍射力FDω和辐射力FRω； S104时域计算； 所述时域计算，包括基于频域计算的附加质量、阻尼系数、波浪力、衍射力和辐射力，通过傅里叶变换的到相应的时域衍射力FDt和辐射力FRt，根据根据浮体结构运动方程2计算浮体结构在时域波浪力的荷载作用下的动力响应； 式中，m为浮体质量，A∞为频率无穷大时的附加质量，X为浮体运动位移，X的一阶导和二阶导分别对应浮体运动速度和加速度，t为浮体运动时间，K为水动力刚度，R为速度脉冲函数，F为波浪荷载，包括衍射力和辐射力，Fc为浮体水流力，Fw为风阻力，Fm为系泊缆绳和铰接件作用力，Fe为附加外力； S105系泊缆绳运动计算； 所述系泊缆绳运动计算，包括建立系泊缆绳运动方程3； 式中，j是第j段系泊缆绳，M是质量，是系泊缆绳的加速度，T是绳的张力，V是绳的剪切力，W是绳的重力，F’是外部水动力； S106集成求解； 所述集成求解，包括以下步骤： 1建立通用结构动力学方程模型， 式中，m、c和k分别为n×n阶质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵，d和f分别为n×1阶附加项矩阵和外荷载矩阵； 2按照预设的方程组次序，建立索引计算函数frowi和fcolj，frowi＝sk+i，fcolj＝sk+j，sk表示存储第k个方程的起始装配位置，sk＝d1+d2+...+dk-1，dk-1为第k-1个方程自由度数目； 3针对每根缆绳，根据预设的节点数目N，建立3N自由度的系数矩阵，将节点按缆绳一端至另一端的顺序排列，第k个节点的frowi＝fcolj＝3k； 4子方程组装，对每一个方程，进行矩阵元素组装， Mfrowi,fcolj＝mi,j5 Cfrowi,fcolj＝ci,j6 Kfrowi,fcolj＝ki,j7 Dfrowi,0＝di,08 Ffrowi,0＝fi,09 构建总计算方程， 5以树形结构的方式，建立多级的方程装配方式，将构建好的总方程作为单一方程装配到另一总方程中； 6每个方程包含多个节点，并求解节点位置的x；系泊缆绳通过将顶端节点关联到父级浮体水动力方程，实现顶端节点边界条件的每个计算步实时求解，浮体上任意一点的x根据重心处x通过坐标变换式11得到； 式中，[X,Y,Z]T为任意一点的位置坐标，[Xg,Yg,Zg]T为重心坐标，θx表示绕x轴的旋转角度，θy表示绕y轴的旋转角度，θz表示绕z轴的旋转角度； 7初始化参数并对多级方程迭代求解； S107并行求解； 所述并行求解，包括所有方程组按照树形结构组装，对于方程之间有关联的两个方程，关联到同一个树形节点下，每次求解包含多个树根节点；按照预设的线程数量，每个线程均分树根节点，对线程所属的树根节点下所有方程进行求解。

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