(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210859517.0 (22)申请日 2022.07.21 (71)申请人 中国核动力研究设计院 地址 610000 四川省成 都市双流区长顺大 道一段328号 (72)发明人 齐欢欢　沈平川　冯志鹏　黄旋　 熊夫睿　蔡逢春　刘建　陈果　 张珂　黄茜　张锐　 (74)专利代理 机构 成都行之专利代理事务所 (普通合伙) 51220 专利代理师 李朝虎 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/28(2020.01) G06F 113/14(2020.01)G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种管道流弹 失稳的部件位置识别方法 (57)摘要 本发明涉及管道和管束 结构技术领域， 具体 涉及一种管道 流弹失稳的部件位置识别方法， 包 括以下步骤： 结合管道结构尺寸以及边界条件， 建立管道的归一化质量矩阵和刚度矩阵， 两矩阵 维度相同； 根据所述归一化质量矩阵和所述刚度 矩阵， 进行模态分析， 并获得特征值； 将管道化分 为n个子部件， n为小于等于 所述质量矩阵维度的 自然数； 基于 管道的n个子部件， 根据管道在预设 阶模态下的频率计算模型， 计算管道在对应阶模 态下的频率； 根据对应阶模态下的频率， 计算各 子部件在对应阶模态下流弹失稳参与系数， 从而 根据流弹失稳参与系数确定管道流弹失稳的部 件位置。 本发 明能够根据管道各子部件流弹失稳 参与系数， 以快速识别出易发生流弹失稳的部件 位置。 权利要求书2页 说明书7页 附图9页 CN 115238494 A 2022.10.25 CN 115238494 A 1.一种管道流弹 失稳的部件位置识别方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S10、 结合管道结构尺寸以及边界条件， 建立管道的归一化质量矩阵和刚度矩阵， 所述 质量矩阵和所述刚度矩阵的维度相同； S20、 根据所述归一 化质量矩阵和所述刚度矩阵， 进行模态分析， 并获得 特征值； S30、 将管道化分为 n个子部件， n为小于等于所述质量矩阵维度的自然数； S40、 基于管道的n个子部件， 根据管道在预设阶模态下的频率计算模型， 计算管道在对 应阶模态下的频率； S50、 根据对应阶模态下的频率， 计算各子部件在对应阶模态下流弹失稳参与系数， 从 而根据流弹 失稳参与系数确定管道流弹 失稳的部件位置 。 2.根据权利要求1所述的一种管道流弹失稳的部件位置识别方法， 其特征在于， 步骤 S10中， 采用有限元建立所述质量矩阵和所述刚度矩阵。 3.根据权利要求1所述的一种管道流弹失稳的部件位置识别方法， 其特征在于， 步骤 S20中， 模态分析模型为： 式中： ωj为第j阶模态的固有频率， Μ为质量矩阵， 为第j阶模态的振型， K刚度矩阵。 4.根据权利要求3所述的一种管道流弹失稳的部件位置识别方法， 其特征在于， 管道流 弹失稳参与系数的计算模型为： 式中， Γj为管道在第j模态下的流弹失稳参与系 数。 5.根据权利要求4所述的一种管道流弹失稳的部件位置识别方法， 其特征在于， 管道在 预设阶模态下的频率计算模型为： 式中， 为根据n个子 部件对刚度矩阵进行的分块处 理。 6.根据权利要求5所述的一种管道流弹失稳的部件位置识别方法， 其特征在于， 在第j 阶模态下子 部件流弹 失稳参与系数的计算模型为： 式中： p为子 部件编号，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115238494 A 2表示在 矩阵中除p子 部件对应的振型值之外， 其 他位置均置 0。 7.根据权利要求1所述的一种管道流弹失稳的部件位置识别方法， 其特征在于， 步骤 S20中， 截取的模态数量的有效质量之和/总质量>90％。 8.根据权利要求1所述的一种管道流弹失稳的部件位置识别方法， 其特征在于， 步骤 S50中， 计算预设子 部件流弹 失稳参与系数时， 选取流弹 失稳参与系数最大的4阶模态。 9.根据权利要求1所述的一种管道流弹失稳的部件位置识别方法， 其特征在于， 步骤 S30中， 根据管道的特 征将管道划分为多个子 部件后， 重新构筑管道刚度矩阵和振型。 10.根据权利要求9所述的一种管道流弹失稳的部件位置识别方法， 其特征在于， 步骤 S30中将管道划分为弯管区、 入口区和直管区。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115238494 A 3