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龙图腾网获悉集美大学申请的专利圆伞空投系统及其空投落点的预测方法、装置及程序产品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：CN119358456B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-21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：202411896383.5，技术领域涉及：G06F30/28；该发明授权圆伞空投系统及其空投落点的预测方法、装置及程序产品是由朱虹;孙青林;谢道顺;杨神化;陈国权设计研发完成，并于2024-12-23向国家知识产权局提交的专利申请。

本圆伞空投系统及其空投落点的预测方法、装置及程序产品在说明书摘要公布了：本发明提供了一种圆伞空投系统及其空投落点的预测方法、装置及程序产品，该方法包括：建立圆伞开伞过程的流固耦合模型；使用圆伞非定常气动系数建立圆伞的非定常气动模型；建立圆伞空投系统的动力学模型；建立圆伞动力学模型与负载动力学模型在速度上的第一约束和在力上的第二约束；根据圆伞动力学模型、负载动力学模型、圆伞空投系统的约束条件、预定的圆伞基础参数、负载的质量、空投的高度和当前的风速来预测圆伞空投系统的空投落点。通过对圆型降落伞系统的充气过程进行流固耦合数值模拟，提高了圆伞空投系统空投落点的预测精确性。

本发明授权圆伞空投系统及其空投落点的预测方法、装置及程序产品在权利要求书中公布了：1.一种圆伞空投系统空投落点的预测方法，所述圆伞空投系统包括：圆伞和圆伞所携带的负载，所述圆伞包括：伞体，所述伞体包括伞绳和伞衣，其特征在于，所述预测方法包括：S1，建立圆伞开伞过程的流固耦合模型，包括：S11，建立圆伞所处流场的流场模型，所述流场为风场，其中：流场稳态过程中连续性方程的微分形式表示为： 其中，是流体的速度矢量，为空气密度，为矢量微分运算符；在流体域中，将流体的动量和质量守恒定律利用纳维-斯托克斯方程与连续性方程表示为： 式中是体积力，为应力张量，其中： 其中为流体的压力，是单位矩阵，为流体的动力学粘度；S12，利用二维薄膜壳单元对圆伞的伞衣结构进行建模，其中：对伞衣所在的结构域进行离散化，通过参考坐标系将伞衣薄膜单元在结构域中的运动表示为： 其中，为伞衣薄膜单元在结构域中的位移量；X表示伞衣薄膜单元在结构域中的位置；t为时间；其中，伞衣薄膜结构的控制方程为： 其中：表示材料密度，是伞衣薄膜结构运动的速度，为柯西应力张量，是作用在伞衣薄膜结构上的结构域受力；其中，应用于风场流体域和伞衣结构域的交界面上的位移和牵引力条件分别定义为： 是流体域边界的外法向，D（t）和T（t）分别是流体施加在伞衣结构上的位移和牵引力函数；利用三节点的二维壳单元对圆伞的伞衣进行网格划分，其应力-应变关系表示为： 其中：、、和分别表示泊松比、应力、应变和弹性模量,时表示径向，时表示纬向；和分别表示剪切应变和剪切应力，表示剪切模量，为预定的非线性系数；伞绳动力学模型采用离散化模型表示为： 其中，表示伞绳初始受力，表示伞绳材料刚度，是伞绳长度的变化量，为伞绳初始长度，是单元初始长度的偏移量，为弹性模量，是伞绳的横截面积，代表伞绳的拉力,表示伞绳当前时刻的实际长度；S13，使用所述流场模型和对伞衣结构进行的建模，模拟所述圆伞和所述流场的流固耦合过程，其中，流固耦合过程中流固交界面满足如下运动学和动力学的平衡条件： 其中，表示流体域在流固交界面的应力；表示结构域在流固交界面的应力；S2,使用圆伞非定常气动系数建立圆伞的非定常气动模型，其中所述圆伞非定常气动系数根据步骤S1建立的流固耦合模型确定，所述圆伞的非定常气动模型为： 其中，为圆伞的气动力，为空气密度，为来流速度，是伞衣的特征面积；S3，建立圆伞空投系统的动力学模型，包括：S31，建立负载的动力学模型：根据预先建立的负载坐标系，建立负载动力学模型；其中，负载坐标系的原点在所述伞绳交汇点处，负载坐标系的轴指向负载的质心，轴指向负载右侧，轴与轴和轴共同构成右手坐标系；其中，所述负载动力学模型中，负载的动量和角动量在负载坐标系中表示为： 其中，为负载的速度，为负载的角速度，为负载的广义质量矩阵；其中， 其中，为的分量；根据动量定理和角动量定理得： 其中，为负载所受的重力，为伞绳的拉力，为的力矩，为的力矩；S32，建立圆伞动力学模型，包括：根据预先建立的圆伞坐标系，建立圆伞动力学模型；其中，圆伞坐标系的原点在伞绳交汇点处，圆伞坐标系的轴垂直向下，轴指向伞衣右侧且与轴垂直，轴与轴和轴共同构成右手坐标系；其中，所述圆伞动力学模型中，圆伞的动量和角动量在圆伞坐标系中表示为： 其中，为圆伞自身的质量，为圆伞在下降过程中由环境产生的附加质量，为圆伞在所述圆伞坐标系中的质心速度，为圆伞在所述圆伞坐标系中的角速度，，，和为质量矩阵；根据动量定理和角动量定理得到： 其中，为伞体的重力，为伞绳对伞衣的拉力，分别为对应的力矩；S4，建立所述圆伞动力学模型与所述负载动力学模型在速度上的第一约束和在力上的第二约束，获得所述圆伞空投系统的约束条件，其中：所述第一约束为：；所述第二约束为：；其中，为预定惯性坐标系到所述圆伞坐标系的旋转矩阵； 为预定惯性坐标系到所述负载坐标系的旋转矩阵；其中，以空间中的预定点为所述惯性坐标系的原点，轴垂直向下,轴指向北，轴指向东；S5，根据所述圆伞动力学模型、所述负载动力学模型、所述圆伞空投系统的约束条件、预定的圆伞基础参数、负载的质量、空投的高度和当前的风速来预测所述圆伞空投系统的空投落点；所述圆伞基础参数包括圆伞的尺寸、伞衣对应的流体网格数量、圆伞充气阶段的下降速度和圆伞自身的质量。

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