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龙图腾网获悉西南交通大学申请的专利一种用于高速受电弓流固耦合的数值计算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：CN120087276B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-18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：202510248115.0，技术领域涉及：G06F30/28；该发明授权一种用于高速受电弓流固耦合的数值计算方法是由牛纪强;李卓骏;马亚民;陈春江设计研发完成，并于2025-03-04向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种用于高速受电弓流固耦合的数值计算方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种高速受电弓流固耦合的模拟方法，涉及信息技术服务技术领域。该方法包括以下步骤：在Fluent中建立受电弓工作模型，并对其进行网格划分；获取接触网刚度与位置的关系，再根据罚函数法得到弓网接触力；基于机械振动理论构建受电弓归算质量块运动的微分方程，并采用Newmark‑Beta方法对微分方程进行求解，计算受电弓各部件的位移、速度和加速度；基于运动约束方程对t+△t时刻受电弓姿态进行求解；基于Fluent作为受电弓的CFD计算模型；对网格进行更新，直至达到预设的时间步。本发明实现了在单一仿真软件内的受电弓空气动力学与结构动力学的耦合，极大提高了流固耦合仿真效率，同时其准确性较高。

本发明授权一种用于高速受电弓流固耦合的数值计算方法在权利要求书中公布了：1.一种高速受电弓流固耦合的模拟方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、在Fluent中建立受电弓工作模型，并对其进行网格划分，得到受电弓重叠网格流体区域，所述受电弓包括下拉杆、下臂杆、上框架、弓头和碳滑板； S2、获取接触网刚度与时间的关系，再根据罚函数法得到弓网接触力：，，式中，Fc为弓网接触力；yh和yc分别为碳滑板高度和接触网高度；kt为接触网刚度与时间的关系函数；k0表示平均刚度系数；k1，k2，k3，k4，k5表示刚度变化系数；L为接触网的跨距；L1表示相邻吊弦之间的距离；v表示车速；t表示时间； S3、基于机械振动理论构建受电弓归算质量块运动的微分方程，并采用Newmark-Beta方法对微分方程进行求解，计算受电弓各部件的位移、速度和加速度： S4、基于运动约束方程对t+△t时刻受电弓姿态进行求解： 弓头与下臂杆底座的约束关系为：,， 下臂杆与下拉杆的约束关系为：，式中，、、、分别表示上框架长度、点D和点F之间的长度、下臂杆长度、下拉杆长度，其中，点D为下拉杆上的一个铰接点，点F为下拉杆和上框架之间的铰接点；CD为点D与点C之间的距离，其中，点C为下拉杆和上框架的铰接点；α、β、γ、δ分别为下拉杆、上框架、、下臂杆与水平方向的夹角，为点C和点F之间的长度；x、y分别为点A和铰接点B在水平和竖直方向上的距离，点A为下臂杆与底座的铰接点，点B为下拉杆与底座的铰接点；xA、yA为分别点A的横、纵坐标，xE、yE为分别点E的横、纵坐标，E为上框架和弓头的铰接点； S5、基于S2~S4的结果为重叠网格流体区域赋予速度，对模型中t+△t时刻受电弓的位移、速度、弓网接触力进行更新； S6、将Fluent作为受电弓的CFD计算模型； S7、重复S2~S6，直至达到预设的时间步。

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