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申请/专利权人：中国船舶集团有限公司第七一九研究所

摘要：本发明公开一种船坞折倒结构件的微结构增强非局部建模优化方法及装置，包括：基于超材料结构在一维层面的热流和热阻，引入离散变量模型，构建非经典热传递连续体模型；利用集总单元方法，结合非局部效应，将多孔超材料分割为多个离散单元，结合微结构效应和尺寸依赖效应，得到一维集总单元模型；将离散参数替换为连续介质形式，采用积分形式和分部积分法，得到一维微结构增强非局部连续模型；忽略尺寸依赖效应，将模型简化为多尺度方法模型，结合归一化条件，得到三维微结构增强非局部连续模型；计算超材料结构的温度分布，并对超材料结构进行优化。可以更准确地描述船坞折倒结构件填充复杂微结构的热传递特性，对其进行优化从而改善传热性能。

主权项：1.一种船坞折倒结构件的微结构增强非局部建模优化方法，其特征在于，所述船坞折倒结构件包括超材料结构，所述微结构增强非局部建模优化方法包括以下步骤：S1：基于超材料结构在一维层面的热流和热阻，引入离散变量模型，以构建非经典热传递连续体模型；所述离散变量模型包括离散单元和离散参数，所述超材料结构为多孔超材料；S2：利用集总单元方法，并结合非局部效应，将多孔超材料分割为多个离散单元，结合微结构效应和尺寸依赖效应，得到超材料结构的一维集总单元模型；S3：将所述离散参数替换为对应的连续介质形式参数，采用积分形式和分部积分法，得到超材料结构热传递的一维微结构增强非局部连续模型；其中，所述超材料结构在宏观尺度上的长度远小于内在长度；S4：忽略尺寸依赖效应，将超材料结构热传递的一维微结构增强非局部连续模型简化为多尺度方法模型，结合归一化条件，得到超材料结构的三维微结构增强非局部连续模型；其中，超材料结构的外在长度远大于内在长度；S5：基于所述超材料结构的三维微结构增强非局部连续模型，计算所述超材料结构的温度分布，并基于所述温度分布对所述超材料结构进行优化；其中，所述S1步骤中的非经典热传递连续体模型为： 其中，Q表示热能，t为时间，是离散单元的内部热流，T1和T2分别表示相邻两个集总单元的温度，k是热导，定义如下： 其中，R为热阻，Le表示集总单元的总长度，A表示横截面积，κ表示热导率；所述S2步骤中的超材料结构的一维集总单元模型为： 其中，表示第i个单元格的内部热流，i和j分别表示第i个和第j个单元格，xi和xj分别表示第i个单元格和第j个单元格的坐标位置，Δx是相邻两个集总单元之间的距离即宏观尺度上的长度，l是固有长度即内在长度，为根据归一化条件确定的系数，ξ是非局部相位考虑尺寸依赖效应的贡献分数，Ti和Tj分别是第i个和第j个单元格的温度；所述S3步骤中的一维微结构增强非局部连续模型为： 其中，自变量x为坐标位置，x'为将离散参数替换为对应的连续介质形式后与坐标位置x相邻点的坐标位置，Tx为坐标位置为x的温度，Tx'为坐标位置为x'的温度，qx为热通量： 所述S4步骤中的三维微结构增强非局部连续模型为： 其中，为哈密顿算子，T为温度，x、y、z分别为x方向、y方向、z方向的坐标位置，x'、y'、z'分别为将离散参数替换为对应的连续介质形式后与坐标位置x、y、z相邻点的坐标位置，κ为矢量形式热导率。

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