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龙图腾网获悉西南石油大学申请的专利深海采矿水力提升管多场耦合非线性振动预测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：CN115238975B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-21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：202210819496.X，技术领域涉及：G06Q10/04；该发明授权深海采矿水力提升管多场耦合非线性振动预测方法是由郭晓强;聂雨鑫;柳军;王普柽;戴黎明;何玉发;李潇设计研发完成，并于2022-07-12向国家知识产权局提交的专利申请。

本深海采矿水力提升管多场耦合非线性振动预测方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种深海采矿水力提升管多场耦合非线性振动预测方法，涉及深海采矿技术领域。该方法包括以下步骤：基于系统的能量分析，根据哈密顿变分原理建立管柱三自由度振动控制方程；流体力采用vanderPol非线性振动方程，通过耦合迭代求解得到提升硬管各点的涡激振动时程响应。该方法和实际模拟实验数据高度吻合，证明了本方法的准确性，为揭示深海采矿提升硬管振动响应奠定了方法基础。

本发明授权深海采矿水力提升管多场耦合非线性振动预测方法在权利要求书中公布了：1.一种深海采矿水力提升管多场耦合非线性振动预测方法，其特征在于，包括以下步骤： 以管柱顶部为坐标原点，以管柱未发生形变时的垂直轴为z轴，且向下为正方向；以水流平行方向为x轴，以垂直于水流方向为y轴，建立管柱的三自由度振动控制模型： 式中，mυ是管柱的单元质量，ma是单位管柱附加流体质量，mi为内部流体附加质量，υx，υy，u分别表示管柱上任一点在x、y、z方向上的位移，上标′表示对z求一阶导数，上标″表示对z求二阶导数，上标″″表示对z求四阶导数，上标·表示对时间t求一阶导数，上标表示对时间t求二阶导数，ρυ为管柱密度，I为极惯性距，U是管柱内部流体流速，EI为管柱的抗弯刚度，Di是管柱的内径，f为由流体粘性引起的摩擦系数，ρi是管柱内部流体密度，A为管柱的横截面积，E为管柱材料的弹性模量，c＝2Mcωs，MC为中间仓质量，M为管柱质量，L为管柱长度； 建立流体力分析模型： 式中，FD为拖曳力，FL为升力，ρw为外部流体密度，UC为外部流体流速，Do是管柱外径，为稳态拖曳力系数，qx，qy分别为顺流向和横流向无量纲尾流振子变量，Cl为脉动升力系数； 建立尾流振子控制方程： 式中，εx,εy,Ax,Ay均为实验确定的无量纲参量； 结合三自由度振动控制模型、流体力分析模型和尾流振子控制方程可得管柱的非线性振动控制模型： 建立边界条件： u0,t＝uboatt υx0,t＝0 υy0,t＝0 EIυ″x|0,t＝0,EIυ″x|L,t＝0,EIυ″Y|0,t＝0,EIυ″y|L,t＝0 采用三次Hermit插值函数对管柱进行离散并进行矩阵组装得到管柱振动控制矩阵方程，后采用Newmark-β法和NewtonRaphson法对管柱振动控制矩阵方程进行联合求解，同时采用4阶Runge-Kutta求解尾流振子模型。

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